MIKROZONASI POTENSI LIKUIFAKSI

AKIBAT GEMPA BUMI

DI KOTA SURAKARTA

Microzonation of Liquefaction Potential due to Earthquake in Surakarta

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh:

UNWANUS SA’ADAH

I0109101

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014

ii

iii

iv

MOTTO

Man jadda wajada (Rasulullah SAW)

Iman tanpa ilmu bagaikan lentera di tangan bayi. Namun ilmu tanpa iman,

bagaikan lentera di tangan pencuri (Buya Hamka)

Kalau hidup sekadar hidup, babi hutan juga hidup. Kalau kerja sekadar kerja,

kera juga kerja (Buya Hamka)

Hidup tanpa tujuan laksana kapal tanpa nahkoda ditengah lautan, yang siap

karam diterjang gelombang

Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang tidak menyadari betapa

dekatnya mereka dengan keberhasilan, saat mereka menyerah (Thomas Alfa

Edison)

Peliharalah waktu. Waktu laksana sebilah pedang. Jika Engkau tidak

menebaskannya, ia yang akan menebasmu. Sejatinya, segala cita dapat digapai

dengan memanfaatkan waktu sebaik mungkin. (Mutiara Kalam Al Habib Abu

Bakar)

v

PERSEMBAHAN

Orang tua dan saudara-saudaraku, terima kasih atas cinta, semangat, dukungan

serta doanya

Ustadz dan Ustadzah Madrasah Diniyah Tsanawiyah serta Madrasah Diniyah

Aliyah yayasan Pondok Pesantren Miftakhul Hidayah, Bakalan, Kalinyamatan

Jepara, terima kasih atas ilmu dan kesabaran dalam membimbing murid yang

nakal ini.

vi

ABSTRAK

Gempa merupakan bencana alam yang tak dapat dicegah yang menimbulkan

banyak kerusakan. Salah satu kerusakan yang ditimbulkan akibat gempa adalah

likuifaksi. Likuifaksi merupakan keadaan dimana tanah mengalami kehilangan

daya dukung akibat naiknya tekanan air pori, sehingga menjadikan tanah berubah

perilaku menjadi cair. Pada umumnya likuifaksi ditemui pada tanah pasir lepas

dengan gradasi buruk yang jenuh.

Evaluasi potensi likuifaksi dilakukan di Kota Surakarta dan di beberapa titik di

Kabupaten Sukoharjo. Analisis potensi likuifaksi dilakukan dengan Metode

Simplifikasi Seed dan Idriss dengan cara membandingkan antara nilai 𝐶𝑅𝑅 (cyclic

resistance ratio) dan 𝐶𝑆𝑅 (cyclic stress ratio) untuk menghasilkan faktor

keamanan. Likuifaksi akan terjadi bila faktor keamanan kurang dari atau sama

dengan satu. Evaluasi potensi likuifaksi menggunakan data 𝑁𝑆𝑃𝑇 (number of

standard penetration test), dengan mempertimbangkan percepatan puncak gempa

dari Fungsi Atenuasi Boore et al. (1997) dan Youngs et al. (1997), magnitudo

gempa 7,6 SR serta muka air tanah pada masing-masing titik tinjau.

Hasil evaluasi menunjukkan bahwa potensi likuifaksi tidak ditemukan di Kota

Surakarta. Potensi likuifaksi hanya ditemukan di empat titik tinjau di Kabupaten

Sukoharjo, yaitu pada titik B60, B61, B62 dan B66. Potensi likuifaksi terjadi pada

kedalaman bervariasi antara 11,5 m dan 17,0 m dengan jenis tanah pasir dan tanah

pasir kelanauan.

Kata kunci: gempa bumi, atenuasi, likuifaksi

vii

ABSTRACT

Earthquake is a natural disaster that can not be prevented that causing damages.

One of earthquake effects is liquefaction. Liquefaction is a condition which soil has

lost of capacity because of excess pore pressure that made soil look like a liquid.

Mostly, liquefaction occurs in poor gradation of saturated lose sand.

Liquefaction potential evaluation was conducted in Surakarta city by Seed and

Idriss simplification methode by comparing between CRR value (cyclic resistance

ratio) and CSR (cyclic stress ratio) to result safety factor. Liquefaction can be

happened whether safety factor is equal or less than one. Liquefaction potential

evaluation uses NSPT (number of standard penetration test), by considering peak

ground acceleration of Boore et al (1997) and Youngs et al (1997) attenuation

function, 7,6 SR earthquake magnitude and ground water level at each observation

point.

Evaluation result shows that liquefaction does not found in Surakarta city.

Liquefaction potenstial only found at four observation poins in Sukoharjo regency,

at B60, B61, B62 and B66 poins with varies depth between 11,5 m and 17,0 m of

sand and silty sand soil layer.

Key words: earthquake, attenuation, liquefaction

viii

KATA PENGANTAR

Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga

penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan salah

satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusun menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, maka banyak

kendala hingga terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini. Pada kesempatan

ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Y. Muslih Purwana, ST, MT, Ph.D sebagai Dosen Pembimbing I dan Ir.

Noegroho Djarwanti, MT sebagai Dosen Pembimbing II.

2. Dr. Niken Silmi Surjandari ST, MT selaku Ketua Laboratorium Mekanika

Tanah UNS.

3. Ir. Bambang Santosa, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil UNS dan Ir.

Solichin MT selaku dosen pembimbing akademis.

4. Edy Purwanto ST, MT dan Raden Harya Dananjaya Hesti I, ST, M.Eng selaku

dosen penguji.

5. Ir. M. Ridwan, Dipl. E. Eng, Litbang Pemukiman PU, yang telah berkenan

berbagi ilmu kegempaan kepada saya.

6. Rekan-rekan EEC FT UNS, Mawapres UNS 2013 dan Asisten Laboratorium

Mekanika Tanah UNS

7. Mas Hendra, mas Fa’i, mas Wandri, kang Agro dan mba Nadia yang berkenan

berbagi ilmu, serta mas Didin yang selalu memberi pencerahan.

8. Rekan-rekan PT. Stadin Strukturindo Konsultan.

9. Rekan-rekan angkatan 2009.

Penyusun menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penyusun

mengharap kritik saran yang membangun. Semoga skripsi ini dapat memberikan

manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, September 2014

Penyusun

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

MOTTO ........................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ............................................................................................ v

ABSTRAK ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xix

BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang.......................................................................... 1

1.2. Identifikasi Masalah ................................................................. 4

1.3. Batasan Masalah ....................................................................... 5

1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................... 5

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................... 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ........................ 6

2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 6

2.2. Landasan Teori ......................................................................... 7

2.2.1. Gempa Bumi ................................................................. 12

2.2.2. Risiko Gempa ............................................................... 17

2.2.3. Standard Penetration Test (SPT) ................................... 31

2.2.4. Tegangan Efektif Tanah ............................................... 36

2.2.5. Likuifaksi pada Tanah .................................................. 39

2.2.6. Analisis Potensi Likuifaksi ........................................... 41

BAB 3 METODE PENELITIAN.................................................................... 46

3.1. Uraian Umum ........................................................................... 46

3.2. Pengumpulan Data Sekunder ................................................... 46

x

3.2.1. Data SPT di Kota Surakarta dan Sekitarnya ................. 46

3.2.2. Data Rekam Gempa ...................................................... 48

3.3. Alur Penelitian .......................................................................... 53

3.3.1. Analisis Karakteristik Tanah ........................................ 55

3.3.2. Analisis Percepatan Gempa di Permukaan ................... 55

3.3.3. Analisis Potensi Likuifaksi ........................................... 67

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................ 69

4.1. Hasil Analisis Karakteristik Tanah ........................................... 69

4.2. Hasil Analisis Percepatan Gempa di Permukaan ..................... 70

4.3. Hasil Analisis Potensi Likuifaksi Metode Simplifikasi............ 81

4.3.1. Nilai CSR (Seed and Idriss, 1971) ................................ 81

4.3.2. Nilai CRR (Youd and Idriss, 2001) ............................... 81

4.3.3. Faktor Keamanan (SF) .................................................. 84

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 86

5.1. Kesimpulan ............................................................................... 86

5.1.1. Hasil Analisis Karakteristik Tanah ............................... 86

5.1.2. Hasil Analisis Percepatan Gempa di Permukaan.......... 86

5.1.3. Hasil Analisis Potensi Likuifaksi Metode Simplifikasi 87

5.2. Saran ......................................................................................... 88

LAMPIRAN

xi

DAFTAR NOTASI

𝐶1 = Koefisien Youngs et al. (1997), tabel 2.4

𝐶2 = Koefisien Youngs et al. (1997), tabel 2.4

𝐶3 = Koefisien Youngs et al. (1997), tabel 2.4

𝐶4 = Koefisien Youngs et al. (1997), tabel 2.4

𝐶5 = Koefisien Youngs et al. (1997), tabel 2.4

𝐶𝐵 = Faktor koreksi untuk diameter lubang bor, tabel 2.12

𝐶𝐸 = Faktor koreksi untuk rasio energi hammer, tabel 2.12

𝐶𝑁 = Faktor koreksi untuk tegangan overburden tanah, persamaan 2.35, 2.36

dan 2.37

𝐶𝑅 = Faktor koreksi untuk panjang batang, tabel 2.12

𝐶𝑅𝑅 = Cyclic resistant ratio, nilai ketahanan suatu lapisan tanah terhadap

tegangan cyclic

𝐶𝑅𝑅7.5 = CRR untuk gempa dengan magnitude Mw 7,5

𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤 = CRR untuk gempa dengan magnitude Mw (Mw ≠ 7,5)

𝐶𝑆𝑅 = Cyclic stress ratio, perbandingan antara tegangan geser rata-rata yang

diakibatkan oleh gempa dengan tegangan vertical efektif pada tiap

lapisan

𝐹𝑃𝐺𝐴 = Koefisien amplifikasi situs untuk PGA, tabel 2.7

𝐻 = Kedalaman gempa dengan mekanisme subduction, antara 10 – 500 km

𝑀, 𝑀𝑤 = Momen magnitude gempa M ≥ 5

𝑀𝑆𝐹 = magnitude scale factor, persamaan 2.53 dan 2.54

𝑃 = Koefisien pada persamaan Fungsi Atenuasi Joyner dan Boore (1981,

1988), bernilai nol bila kemungkinan terlampaui sebesar 50 %, dan

bernilai 1 bila kemungkinan terlampaui sebesar 84%

𝑃𝐺𝐴 = Peak Ground Acceleration, percepatan puncak gempa di batuan dasar

𝑅 = Radius jari-jari bumi

𝑆𝐹 = Safety Factor/ faltor keamanan

𝐶𝑆 = Faktor koreksi untuk metode pengambilan sampel, tabel 2.12

𝐾 = faktor koreksi untuk tegangan efektif tanah

xii

𝐾𝑎 = Faktor koreksi untuk kemiringan lereng

𝑉𝐴 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4.

𝑍𝑇 = Tipe sumber gempa, bernilai 0 untuk interface dan 1 untuk interslab

𝑎𝑚𝑎𝑥 = Percepatan horizontal di permukaan tanah akibat gempa bumi

𝑏1𝐴𝐿𝐿 = Koefisien tanah Boore et al (1997), untuk gempa yang mekanismenya

tidak diketahui, tabel 2.4.

𝑏1𝑅𝑆 = Koefisien tanah Boore et al (1997), untuk gempa dengan mekanisme

reverse-slip eartquakes, tabel 2.4.

𝑏1𝑆𝑆 = Koefisien tanah Boore et al (1997) untuk gempa dengan mekanisme

strike-slip eartquakes, tabel 2.4.

𝑏2 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4.

𝑏3 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4.

𝑏5 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4.

𝑏𝑣 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4.

𝑑𝑖 = Tebal tiap lapisan

𝑟𝑑 = Koefisien pengurangan stress, persamaan 2.46, 2.47, 2.48 dan 2.49

𝑟𝑗𝑏 = Jarak terdekat pada proyeksi vertikal akibat fault rupture, d ≤ 80 km

𝑟𝑟𝑢𝑝 = Jarak terdekat ke rupture, dalam km

𝑠𝑖 = Kecepatan gelombang geser pada lapisan i

𝑣𝑠𝑖 = Kecepatan gelombang geser pada lapisan i

𝑥𝑗, 𝑎𝑗 = Percepatan gempa ke-j

ℎ = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1

ℎ = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai 3,714E-0,6

ℎ = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4.

𝑎 = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1.

𝑎 = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai 0,0480

𝑏 = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1.

𝑏 = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai -0,1248

𝑐 = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1.

𝑐 = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai -0,004721

𝑐 = Kohesi tanah

xiii

𝑑 = Jarak episenter, dalam km

𝑑 = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1.

𝑑 = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai 0,009578

𝑒 = Koefisien pada persamaan 2.50 yang bernilai 0,0006136

𝑓 = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai -0,0003285

𝑔 = percepatan gravitasi

𝑔 = Koefisien persamaan 2.50 yang bernilai -1,673E-0,5

𝑗 = nomor urut kejadian

𝑘 = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1.

𝑚 = Koefisien Idriss dan Boulanger (2008), persamaan 2.38

𝑟, 𝑟0 = jarak hiposenter (km)

𝑠 = Koefisien Joyner dan Boore (1988) pada tabel 2.1

𝑢 = Tekanan air pori, disebut juga dengan tekanan netral, yaitu tekanan

yang bekerja ke segala arah sama besar, yaitu tekanan air yang mengisi

rongga di antara butiran padat.

𝑥 = (N1)60, persamaan 2.50 dan 2.51

𝑧 = kedalaman

1 = Tegangan geser yang terjadi pada bidang horisontal

(𝑁1)60 = Koreksi NSPT lapangan terhadap energi sebesar 60%

�̅�𝑐ℎ = Tahanan penetrasi standar rata-rata tanah non kohesif di dalam lapisan

30 m paling atas

𝑆�̅� = Kuat geser niralir rata-rata di dalam lapisan 30 m paling atas

�̅�𝑠 = Kecepatan rambat gelombang geser rata-rata pada regangan geser yang

kecil, di dalam lapisan 30 m paling atas, persamaan 2.21

�̅� = Tahanan penetrasi standar rata-rata di dalam lapisan 30 m paling atas

𝛾′ = Berat volume apung tanah, atau berat volume efektif atau berat volume

tanah terendam.

𝛾𝑠𝑎𝑡 = Berat volume tanah jenuh.

𝜎ln 𝑌 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4

𝜎′𝑣𝑜 = Tekanan overburden vertikal efektif

𝜎1 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4

𝜎𝑐 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4

xiv

𝜎𝑒 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4

𝜎𝑟 = Koefisien tanah Boore et al (1997), tabel 2.4

𝜎𝑣 = Tegangan vertikal total merupakan tegangan normal pada bidang

horizontal pada kedalaman z.

𝜎𝑣′ = Tegangan vertikal efektif merupakan tegangan efektif yang bekerja

pada tanah pada kedalaman z.

𝜎𝑣𝑜 = Tekanan overburden vertikal total

φ = Sudut geser dalam

𝛼 = Jumlah gempa rata-rata per tahun

𝛽 = Parameter yang menyatakan hubungan antara distribusi gempa dengan

magnitude

𝛾 Berat volume tanah

𝜎 Tegangan normal total, tegangan pada suatu bidang di dalam massa

tanah, yaitu tegangan akibat berat tanah total termasuk air dalam ruang

pori, per satuan luas yang arahnya tegak lurus.

𝜎′ = Tegangan normal efektif, tegangan pada suatu bidang di dalam massa

tanah, yaitu tegangan yang dihasilkan dari beban berat butiran tanah per

satuan luas bidang.

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Koefisien Joyner dan Boore (1988) untuk tanah dengan rasio redaman

sebesar 5% .......................................................................................... 23

Tabel 2. 2 Koefisien tanah Boore et al. (1997)dengan rasio redaman 5% .......... 25

Tabel 2. 3 Kecepatan gelombang geser rata-rata ................................................ 27

Tabel 2. 4 Koefisien Youngs et al. (1997) untuk tanah dengan rasio redaman

sebesar 5% .......................................................................................... 28

Tabel 2. 5 Koefisien Youngs et al. (1997) untuk batuan dengan rasio redaman

sebesar 5% .......................................................................................... 29

Tabel 2. 6 Klasifikasi jenis tanah ........................................................................ 30

Tabel 2. 7 Nilai faktor amplifikasi FPGA untk percepatan puncak di permukaan

tanah ................................................................................................... 31

Tabel 2. 8 Konsistensi tanah berdasarkan nilai NSPT ........................................... 32

Tabel 2. 9 Korelasi berat jenis tanah berdasarkan NAFAC 7.01 ........................ 34

Tabel 2. 10 Korelasi antara NSPT dengan berat isi (), sudut geser dalam (), dan

kepadatan tanah granular .................................................................... 34

Tabel 2. 11 Korelasi antara NSPT dengan berat isi (), sudut geser dalam (), dan

kepadatan tanah kohesif. .................................................................... 34

Tabel 2. 12 Faktor koreksi NSPT ............................................................................ 36

Tabel 3. 1 Sebaran titik bor dalam di Kota Surakarta dan sekitarnya ................. 47

Tabel 3. 2 Sebaran titik bor dalam di Kota Surakarta dan sekitarnya (lanjutan) 48

Tabel 3. 3 Data rekam gempa tahun 1926 – 2014 ............................................... 52

Tabel 3. 4 Data rekam gempa tahun 1926 – 2014 (lanjutan) .............................. 53

Tabel 3. 5 Koordinat titik tinjau PGA di Kota Surakarta ..................................... 56

Tabel 3. 6 Stratifikasi shear wave velocity pada B26 ......................................... 58

Tabel 3. 7 Hasil perhitungan regresi linier metode Gumbel dengan (PGA) ̅....... 62

Tabel 3. 8 Hasil perhitungan regresi linier metode Gumbel dengan PGAmax ...... 65

Tabel 4. 1 Stratifikasi tanah pada titik B26 ......................................................... 69

Tabel 4. 2 Stratifikasi berat volume tanah B26 ................................................... 70

Tabel 4. 3 Stratifikasi shear wave velocity pada B26.......................................... 71

xvi

Tabel 4. 4 Nilai shear wave velocity pada keseluruhan titik bor ......................... 72

Tabel 4. 5 Nilai shear wave velocity pada keseluruhan titik bor (lanjutan) ........ 73

Tabel 4. 6 Hasil perhitungan PGA....................................................................... 75

Tabel 4. 7 Hasil perhitungan regresi linear metode Gumbel dengan 𝑃𝐺𝐴.......... 78

Tabel 4. 8 Hasil perhitungan regresi linear metode Gumbel dengan PGAmax ..... 79

Tabel 4. 9 Hasil perhitungan CSR gempa kala ulang 500 tahun dan 2500 tahun

untuk titik B26 .................................................................................... 82

Tabel 4. 10 Hasil perhitungan CRR gempa kala ulang 500 tahun dan 2500 tahun

untuk titik B26 .................................................................................... 83

Tabel 4. 11 Faktor keamanan potensi likuifaksi titik tinjau B26 .......................... 84

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Proses densifikasi tanah granular .................................................. 8

Gambar 2. 2 Pergerakan tanah pada saat sebelum (a) dan sesudah (b) gempa

(After Youd, 1984b, dalam Kramer 1996) .................................... 9

Gambar 2. 3 Dampak likuifaksi pada pondasi tiang (Kramer, 1996) ................. 9

Gambar 2. 4 Kerusakan bendungan akibat likuifaksi (gambar kiri:

http://0pwt0.blogspot.com/2014/03/likuifasi.html) dan sand boiling

di Bandara Adi Sucipto pada gempa Yogyakarta tahun 2006

(gambar kanan:

http://himatgUNSyiah.blogspot.com/2013/11/kuliah-tamu-

lukuifaks ........................................................................................ 11

Gambar 2. 5 Lateral spreading (gambar kiri) sepanjang sungai Jukken-gawa

(Tsukamoto et. al, 2012) dan Sand boiling (gambar kanan) di

Sungai Tonegar (Tokimatsu et. al, 2012) pada gempa bumi tahun

2011 di Tohoku.............................................................................. 11

Gambar 2. 6 Lempeng tektonik utama, bubungan tengah lautan dan transformasi

patahan dari bumi (Kramer 1996) ................................................. 13

Gambar 2. 7 Interrelasi antara bubungan melebar, zona subduksi dan batas

patahan lempeng (Kramer, 1996) .................................................. 14

Gambar 2. 8 Patahan normal (normal fault) dan patahan terbalik (reverse fault),

(Kramer, 1996) .............................................................................. 15

Gambar 2. 9 Strike-slip (Kramer, 1996) ............................................................. 15

Gambar 2. 10 Letak hypocenter dan epicenter saat terjadi gempa bumi ............. 16

Gambar 2. 11 Deformasi yang diakibatkan oleh body waves, (a) P-waves dan (b)

SV-waves (Kramer, 1996) ............................................................. 17

Gambar 2. 12 Ilustrasi hubungan antara episenter, hiposenter dan titik tinjau .... 20

Gambar 2. 13 Pemodelan garis hubungan pusat bumi dengan titik tinjau ........... 21

Gambar 2. 14 Prosedur pengujian NSPT secara manual (Kovacs et al, 1981) .... 32

Gambar 2. 15 Distribusi sebaran butiran tanah yang memiliki potensi likuifaksi

(Towhata, 2008) ............................................................................ 41

xviii

Gambar 2. 16 Kurva simplifikasi CRR untuk gempa magnitude Mw 7,5 dengan

data SPT dan beberapa derajat kelolosan yang diberikan (Youd

Idriss, 2001) ................................................................................... 43

Gambar 3. 1 Proses pengambilan data rekam gempa dari situs USGS

http://earthquake.usgs.gov/earthquake/search ............................... 49

Gambar 3. 2 Output data rekam gempa

http://earthquake.usgs.gov/earthquake/map .................................. 50

Gambar 3. 3 Output data rekam gempa dalam bentuk file google earth ............ 51

Gambar 3. 4 Alur penelitian ............................................................................... 54

Gambar 3. 5 Sebaran acak titik tinjau PGA di Kota Surakarta .......................... 57

Gambar 4. 1 Plotting hasil analisis potensi likuifaksi ........................................ 85

xix

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A : HASIL ANALISIS POTENSI LIKUIFAKSI GEMPA

KALA ULANG 500 TAHUN

LAMPIRAN B : HASIL ANALISIS POTENSI LIKUIFAKSI GEMPA

KALA ULANG 2500 TAHUN

LAMPIRAN C : PETA POTENSI LIKUIFAKSI

LAMPIRAN D : BERKAS KELENGKAPAN SKRIPSI

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kota Surakarta merupakan salah satu kota dengan perkembangan yang cukup pesat

di sektor pembangunan. Terbukti banyak sekali high rise building seperti mall,

hotel dan apartment yang terus berkembang hingga sekarang.

Dalam perencanaan bangunan di Indonesia, hal yang tidak boleh luput adalah

ketahanan bangunan terhadap gempa. Hal ini disebabkan Indonesia merupakan

wilayah yang rawan gempa, karena terletak di antara pertemuan tiga lempeng

tektonik, yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng Pasifik dan Lempeng Australia.

Lempeng-lempeng yang masih aktif tersebut membentuk zona tunjaman dan

tumbukan, serta sesar aktif, sehingga mengakibatkan beberapa wilayah di Indonesia

sering mengalami gempa dengan magnitudo yang cukup besar.

Beberapa gempa besar yang terjadi dalam dekade terakhir di Indonesia yaitu Gempa

Bengkulu 2000 (𝑀𝑤 7,8), Gempa Aceh-Andaman yang diikuti Tsunami 2004 (𝑀𝑤

9,2), Gempa Nias-Simelue 2005 (𝑀𝑤 8,7), Gempa Yogyakarta 2006 (𝑀𝑤 6,3),

Gempa Pangandaran 2006 yang diikuti tsunami (𝑀𝑤 6,8), Gempa Bengkulu (𝑀𝑤

8,4 dan 7,9), Gempa Padang 2009 (𝑀𝑤 7,6), Gempa Mentawai/Sumatera Barat

2010 (𝑀𝑤 7,2) dan Gempa Simeulue-Aceh 2012 (𝑀𝑤 8,9).

2

Gempa merupakan fenomena alam yang tak dapat dicegah. Gempa menimbulkan

banyak kerusakan, baik pada bangunan, maupun pada tanah. Beberapa kerusakan

yang terjadi pada tanah akibat gempa misalnya fault rupture, kelongsoran dalam

skala besar, gocangan pada tanah, serta dapat mengakibatkan munculnya fenomena

likuifaksi. Kerusakan-kerusakan pada tanah biasanya terjadi karena faktor tertentu,

misalnya karena adanya permasalahan pada lapisan tanah. Lapisan tanah yang

bermasalah biasanya terjadi pada jenis tanah gambut, lempung organik, lempung

ekspansif, atau pada tanah pasir lepas. Jika tanah memiliki masalah dalam

lapisannya, maka diperlukan perlakuan khusus dan analisis geoteknik sebelum

mendirikan bangunan di atasnya. Analisis geoteknik ini bertujuan untuk

memperkecil risiko terjadinya kerusakan paska pembangunan, baik kerusakan

akibat kesalahan desain maupun akibat bencana alam.

Salah satu kerusakan akibat gempa bumi yang sedang ramai dibicarakan adalah

fenomena likuifaksi. Likuifaksi merupakan keadaan dimana tanah mengalami

perubahan perilaku menjadi cair (liquid). Hal ini terjadi karena tanah kehilangan

kekuatan dan kekakuan akibat menerima beban siklik, yang biasanya akibat gempa

bumi. Goncangan akibat gempa bumi umumnya terjadi dalam waktu yang singkat,

sehingga dalam waktu yang pendek tersebut tidak memungkinkan air untuk keluar

dari tanah (undrained), yang mengakibatkan air terjebak di dalam tanah yang

akhirnya membuat tekanan air pori meningkat.

Meningkatnya tekanan air pori mengakibatkan tanah kehilangan kekuatan geser.

Keadaan inilah yang mengakibatkan tanah berperilaku seperti benda cair. Sehingga

tanah akan mengalami penurunan daya dukung, pergerakan tanah lateral, semburan

3

pasir (sand boiling), beda penurunan (differential settlement) serta dapat

mengakibatkan longsornya bendungan.

Pada umumnya fenomena likuifaksi terjadi di daerah yang memiliki jenis tanah

pasir lepas (loose sand) dengan muka air tanah yang tinggi seperti di wilayah yang

berdekatan sungai, daerah bekas aliran sungai, danau atau daerah bekas danau.

Dengan demikian, fenomena likuifaksi dapat terjadi di Kota Surakarta, mengingat

Kota Surakarta merupakan salah satu daerah yang berdekatan dengan sumber air

(Sungai Bengawan Solo) dan memiliki muka air tanah yang tinggi. Selain itu,

terdapat beberapa wilayah yang memiliki lapisan tanah pasir yang memungkinkan

adanya potensi likuifaksi.

Walaupun likuifaksi hanya terjadi pada kondisi-kondisi khusus dan lapisan tanah

tertentu, namun dampak yang dihasilkan sangatlah serius. Sehingga perlu dilakukan

kajian tentang analisis potensi likuifaksi untuk menghindari dan meminimalkan

dampak yang mungkin terjadi.

Analisis potensi likuifaksi merupakan salah satu penyelidikan tanah terkait

kegempaan. Dalam analisis tersebut, biasanya data yang digunakan diperoleh dari

lapangan, seperti hasil pengujian tahanan konus (𝐶𝑃𝑇), pengukuran cepat rambat

gelombang geser (shear wave velocity), maupun 𝑁𝑆𝑃𝑇.

Pada penelitian ini, analisis potensi likuifaksi dilakukan dengan menggunakan data

yang bersumber pada pengujian 𝑁𝑆𝑃𝑇 di lapangan serta nilai cepat rambat

gelombang (shear wave velocity). Nilai 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang digunakan merupakan 𝑁𝑆𝑃𝑇

(𝑁1)60, yaitu nilai 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang sudah dikoreksi terhadap tegangan overburden efektif

4

100 kPa dan efisiensi tenaga hammer sebesar 60%. Sementara besarnya nilai 𝑉𝑠

(shear wave velocity) yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari korelasi

antara 𝑆𝑃𝑇 dengan 𝑉𝑠. Dengan berdasar pada 𝑁𝑆𝑃𝑇 dan 𝑉𝑠, analisis potensi likuifaksi

dilakukan dengan menggunakan Metode Simplifikasi Seed dan Idriss (1971).

Fenomena likuifaksi dewasa ini menjadi studi yang sangat menarik. Akan tetapi

penelitian ini masih sangat terbatas. Sejauh ini, belum dilakukan penelitian potensi

likuifaksi di Kota Surakarta. Sehingga penelitian ini akan membahas potensi

likuifaksi di Kota Surakarta, dengan harapan dapat diketahui ada tidaknya potensi

likuifaksi di kota tersebut. Apabila memang ditemukan potensi likuifaksi, maka

dapat diketahui wilayah mana saja yang memiliki potensi likuifaksi tersebut.

Sehingga akan menghasilkan peta mikrozonasi potensi likuifaksi, yang nantinya

dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam mitigasi likuifaksi akibat

gempa bumi.

1.2. Identifikasi Masalah

Likuifaksi menimbulkan dampak yang cukup serius. Untuk menghindari dan

meminimalkan dampak yang ditimbulkan oleh likuifaksi, maka diperlukan analisis

geoteknik tentang likuifaksi. Dengan demikian, dapat diketahui ada tidaknya

potensi likuifaksi di Kota Surakarta.

5

1.3. Batasan Masalah

Agar lebih terarah dan mendalam, maka di dalam penelitian ini diberikan batasan-

batasan masalah sebagai berikut:

1. Penelitian ini menggunakan data sekunder dari pengujian 𝑁𝑆𝑃𝑇 (Number of

Standart Penetration Test) di Kota Surakarta dan sekitarnya, yang diperoleh

dari Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Data rekam gempa yang digunakan berasal dari situs USGS, dengan radius

300 km dari Balai Kota Surakarta.

3. Penelitian ini menggunakan magnitude gempa terbesar 𝑀𝑤 7,6

4. Analisis potensi likuifaksi menggunakan Metode Simplifikasi Seed dan Idriss

(1971) yang berbasis pada nilai 𝑁𝑆𝑃𝑇 tanah.

1.4. Tujuan Penelitian

Melihat dari latar belakang yang ada, maka penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui ada tidaknya potensi likuifaksi di Kota Surakarta. Apabila di dalam

penelitian ditemukan potensi likuifaksi, maka diharapkan melalui penelitian pula,

dapat dipetakan wilayah mana saja serta seberapa besar potensi likuifaksi yang

dimiliki dalam bentuk peta potensi likuifaksi.

1.5. Manfaat Penelitian

Diharapkan, penelitian ini dapat menjadi rujukan oleh instansi maupun pihak lain

yang akan melakukan penelitian lebih lanjut tentang likuifaksi. Selain itu, apabila

ditemukan adanya potensi likuifaksi, maka penelitian ini dapat membantu dalam

pemetaan potensi likuifaksi di Kota Surakarta.

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Likuifaksi adalah proses berkurangnya tegangan efektif pada tanah akibat beban

siklik (biasanya muncul ketika terjadi bumi), yang mengakibatkan hilangnya

kekuatan geser tanah dan menjadikan tanah berperilaku cair (liquid), sehingga tanah

tidak mampu menopang beban yang ada di atasnya. Pada umunya likuifaksi terjadi

pada tanah yang berpasir lepas (loose sand) dalam keadaan jenuh (Towhatta, 2008).

Penelitian tentang potensi likuifaksi di suatu wilayah sudah pernah di lakukan

sebelunmya. Diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Muntohar dan

Wardani (2010) di sekitar kampus terpadu UMY dengan menggunakan 6 titik bor

dalam. Pada penelitian tersebut, dari pengujian awal analisis dilakukan dengan

menggunakan hasil uji distribusi ukuran partikel tanah, dan didapatkan bahwa

lokasi merupakan area yang rentan terhadap potensi terjadi likuifaksi. Analisis

mendalam dilakukan dengan menggunakan Metode Simplifikasi Seed dan Idriss

(1971), dengan cara membandingkan antara nilai 𝐶𝑅𝑅 dengan 𝐶𝑆𝑅, yang berdasar

pada nilai percepatan gempa di permukaan. Dari analisis ini, potensi likuifaksi

ditemukan pada kedalaman 5 meter hingga 20 meter dari permukaan tanah dengan

probabilitas antara 5% hingga 90%.

7

Penelitian serupa juga dilakukan oleh Soebowo et al. (2009) di zona Patahan Opak,

Patalan Bantul, Yogyakarta. Analisis potensi likuifaksi dilakukan dengan

menggunakan hasil uji 𝐶𝑃𝑇, 𝐶𝑃𝑇𝑢 dan 𝑁SPT dengan nilai 𝑃𝐺𝐴 sebesar 0,25 g dan

skala gempa bumi 𝑀w 6,2 dengan jarak daerah studi terhadap pusat gempa kurang

lebih 10 km, dengan memperhitungkan muka air tanah setempat. Analisis potensi

likuifaksi menggunakan Metode Seed dan Idriss (1971) yang telah dimodifikasi

(Youd, 1996), dan dengan menggunakan Software LIQIT.

Soebowo et al. (2010) juga telah melakukan penelitian likuifaksi serupa di daerah

Anyer, Banten. Penelitian yang dilakukan ini juga menggunakan data lapangan dari

uji 𝐶𝑃𝑇 dan 𝑁SPT. Analisis potensi likuifaksi menggunakan Metode Robertson dan

Wride (1989) dengan menggunakan gempa 𝑀w 7,0 dan 𝑃𝐺𝐴 sebesar 0,25 g. Dari

penelitian yang dilakuan di daerah Anyer ini, diperoleh bahwa di Anyer bagian

utara merupakan daerah dengan potensi likuifaksi tertinggi, dengan kemungkinan

terjadi likuifaksi pada kedalaman antara 0,2-12,8 m.

2.2. Landasan Teori

Potensi likuifaksi umumnya dijumpai pada tanah granuler bergradasi buruk (sandy

poor), berbutir seragam, dengan ukuran partikel 𝐷50 pada rentang 0,1 mm hingga

1 mm, atau pada tanah dengan kepadatan relatif kurang dari 70%. Potensi likuifaksi

juga dapat ditentukan oleh kombinasi sifat-sifat tanah, antara lain modulus geser

tanah, redaman (damping), porositas, karakteristik butiran dan kepadatan relatif,

juga faktor lingkungan seperti riwayat pembentukan tanah, riwayat geologis,

koefisien tekanan tanah lateral dan confining stress serta karakteristik gempa seperti

intensitas getaran, lama getaran, besar dan arah getaran.

8

Saat terjadi gempa bumi, tanah pasir yang jenuh air akan mengalami penyusutan

volume tanah (Gambar 2. 1) karena proses pemadatan akibat getaran selama gempa

bumi berlangsung.

Gambar 2. 1 Proses densifikasi tanah granular

Peningkatan tekanan air pori dapat mengakibatkan kuat geser tanah menurun.

Lapisan tanah yang rentan terhadap likuifaksi (liquefied soil), yang tadinya relatif

kaku di awal guncangan gempa, akan mengalami penurunan sehingga menjadi

lemah karena pergerakan butir tanah. Pada kasus yang lebih ekstrim, peningkatan

tekanan air pori yang sangat tinggi, akan mengakibatkan munculnya batuan dasar

(bedrock) ke permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena tekanan air pori yang

sangat tinggi mampu melawan gaya gravitasi, sehingga dapat menurunkan

kekakuan dan kekuatan tanah pada lapisan yang tebal sekalipun, yang

mengakibatkan terangkatnya benda masif di dalam lapisan tanah menuju ke

permukaan.

Walaupun pada umumnya likuifaksi terjadi pada tanah yang hampir seluruh lapisan

tanahnya berupa tanah pasir. Likuifaksi ternyata juga dapat terjadi pada tanah yang

memiliki potensi likuifaksi (liquefied soil), yang berada di antara tanah yang tidak

memiliki potensi likuifaksi (nonliquefied soil). Pada kasus yang demikian, dapat

Loose Floatation Dense

9

mengakibatkan retaknya nonliquefied soil yang disertai dengan munculnya sand

boiling ke atas permukaan tanah. Hal ini diilustrasikan oleh Gambar 2. 2.

Gambar 2. 2 Pergerakan tanah pada saat sebelum (a) dan sesudah (b) gempa

(After Youd, 1984b, dalam Kramer 1996)

Selain itu, jika ada pondasi tiang yang menembus liquefied soil diantara unliquified

soil, dapat mengakibatkan patahnya pondasi tersebut, akibat besarnya bending

moment yang diterima. Hal ini seperti dalam ilustrasi Gambar 2. 3.

Gambar 2. 3 Dampak likuifaksi pada pondasi tiang (Kramer, 1996)

Fenomena likuifaksi pada umumnya dapat dikategorikan dalam dua macam, yaitu

likuifaksi akibat beban non siklik (flow liquefaction) dan likuifaksi akibat beban

10

siklik (cyclic mobility). Walaupun mekanisme terjadinya flow liquefaction dan

cyclic mobility berbeda, namun sulit untuk membedakannya, karena dampak yang

diakibatkan tidak jauh berbeda.

Menurut Kramer (1996), flow liquefaction terjadi ketika tegangan geser statik

(tegangan geser yang dibutuhkan untuk keseimbangan statik massa suatu tanah)

lebih besar daripada kuat geser tanah pada saat tanah dalam kondisi cair. Berbeda

dengan flow liquefaction, cyclic mobility terjadi ketika tegangan geser statik lebih

kecil dari pada kuat geser tanah saat tanah dalam kondisi cair.

Fenomena likuifaksi dapat merusak bangunan, jembatan, jaringan perpipaan di

dalam tanah dan bangunan struktur lainnya dengan cara yang berbeda-beda.

Likuifaksi juga dapat menghasilkan pergerakan tanah permukaan. Flow

liquefaction dapat menyebabkan tanah masif menggelincir yang dapat membuat

struktur yang berdiri di atasnya menjadi miring atau tenggelam. Selain itu, flow

liquefaction dapat menyebabkan terangkatnya struktur ringan yang ditanam di

dalam tanah, hingga menyebabkan kerusakan pada struktur penahan. Berbeda

dengan flow liquefaction, cyclic mobility dapat meruntuhkan lereng, penurunan

bangunan, pergerakan tanah lateral (lateral spreading), kerusakan pada dinding

penahan tanah, penurunan permukaan tanah dan sand boiling. Beberapa peristiwa

likuifaksi yang terjadi di Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2. 4 dan Gambar 2.

5.

11

`

Gambar 2. 4 Kerusakan bendungan akibat likuifaksi (gambar kiri:

http://0pwt0.blogspot.com/2014/03/likuifasi.html) dan sand boiling di Bandara

Adi Sucipto pada gempa Yogyakarta tahun 2006 (gambar kanan:

http://himatgUNSyiah.blogspot.com/2013/11/kuliah-tamu-lukuifaks

Gambar 2. 5 Lateral spreading (gambar kiri) sepanjang sungai Jukken-gawa

(Tsukamoto et. al, 2012) dan Sand boiling (gambar kanan) di Sungai Tonegar

(Tokimatsu et. al, 2012) pada gempa bumi tahun 2011 di Tohoku

12

2.2.1. Gempa Bumi

Gempa bumi merupakan getaran yang tejadi di bumi yang diakibatkan oleh

pelepasan energi gelombang seismik secara tiba-tiba. Peristiwa ini diakibatkan

adanya deformasi lempeng tektonik yang terjadi pada kerak bumi.

a. Jenis Gempa Bumi

Berdasarkan proses terjadinya, peristiwa gempa bumi dapat dikategorikan dalam

dua macam, yaitu:

1. Gempa Tektonik

Gempa tektonik merupakan gempa yang diakibatkan oleh pergerakan lempeng

tektonik. Gempa ini terjadi akibat adanya akumulasi energi dari pertemuan dua

lempeng bumi yang saling menekan, sehingga mengakibatkan goncangan pada

bumi. Apabila terdapat lempeng yang tidak kuat menerima tekanan saat

pertemuan dua lempeng, maka akan timbul retakan lempeng yang disebut

sebagai patahan atau sesar. Namun tidak selamanya sesar muncul sebagai

akibat dari gempa, karena pergerakan lempeng merupakan gerakan seismic,

yaitu pergerakan yang kontinyu namun lambat. Adapun sebaran peta lempeng

dunia dapat dilihat pada Gambar 2. 6, sedangkan jenis pergerakan lempeng ada

tiga jenis, seperti yang terlihat pada Gambar 2. 7.

2. Gempa Vulkanik

Gempa vulkanik merupakan gempa yang terjadi akibat meningkatnya aktivitas

gunung api. Hal ini disebabkan karena naiknya magma dari perut bumi menuju

permukaan bumi. Magma inilah yang kemudian mendesak batuan-batuan yang

berada di atasnya sehingga menimbulkan getaran di bumi.

13

Tanda panah menunjukkan arah dari pergerakan lempeng

Gambar 2. 6 Lempeng tektonik utama, bubungan tengah lautan dan transformasi patahan dari bumi (Kramer 1996)

14

Gambar 2. 7 Interrelasi antara bubungan melebar, zona subduksi dan batas

patahan lempeng (Kramer, 1996)

b. Patahan

Bidang patahan dapat dikategorikan menjadi dua macam, yaitu akibat geometri

(fault geometry) dan akibat pergerakan lempeng (fault movement). Dari bentuk

geometri, patahan terbagi atas tunjaman (dip) atau tabrakan (strike). Sedangkan

bidang patahan akibat pergerakan terbagi atas pergerakan menunjam (dip slip

movement) dan pergerakan tabrakan (strike-slip movement). Dip slip movement

dibagi ke dalam 2 jenis, yaitu patahan normal (normal fault) seperti dalam ilustrasi

Gambar 2. 8a , dan patahan terbalik (reverse fault) seperti dalam ilustrasi Gambar

2. 8b.

15

(a) (b)

Gambar 2. 8 Patahan normal (normal fault) dan patahan terbalik (reverse fault),

(Kramer, 1996)

Strike-slip movement biasanya menghasilkan gerakan yang besar. Pergerakan ini

dapat terjadi ke arah kanan (right lateral strike-slip faulting) maupun ke arah kiri

(left lateral strike-slip faulting). Bila pengamat berada pada di dekat right lateral

strike-slip faulting, maka pengamat akan melihat pergerakan ke arah kanan. Begitu

pula sebaliknya. Strike-slip movement diilustrasikan oleh Gambar 2. 9.

Gambar 2. 9 Strike-slip (Kramer, 1996)

c. Gelombang Gempa

Besar kecilnya getaran yang ditimbulkan saat terjadi gempa bumi, tergantung pada

letak kedalaman hypocenter. Hypocenter merupakan pusat gempa di dalam bumi

yang menjadi titik awal sumber gempa bumi. Proyeksi pusat gempa di permukaan

16

bumi atau jarak terdekat dari hypocenter ke permukaan bumi disebut epicenter,

seperti yang terlihat pada ilustrasi Gambar 2. 10.

Gambar 2. 10 Letak hypocenter dan epicenter saat terjadi gempa bumi

Saat terjadi gempa bumi, ada dua gelombang gempa yang dihasilkan, yaitu

gelombang badan (body waves) dan gelombang permukaan (surface waves). Body

waves dibagi menjadi dua, yaitu P-waves (primary waves) dan S-waves (secondary

waves). P-waves (Gambar 2. 11a), gelombang utama, gelombang kompresi atau

gelombang membujur merupakan gelombang seismik yang arah perambatannya

menyebabkan material yang dilaluinya menjadi rapat. S-waves merupakan

gelombang seismik yang arah pergeserannya menyamping yang menyebabkan

material yang dilaluinya mengalami deformasi geser. Gelombang ini dapat

mengakibatkan kerusakan pada bangunan non-struktur. S-waves dibagi menjadi

dua, yaitu gelombang yang arah rambatannya vertikal terhadap bidang

pergerakannya (SV-waves, Gambar 2. 11b) dan gelombang yang arah rambatannya

horisontal terhadap bidang pergerakannya (SH-waves).

17

Gambar 2. 11 Deformasi yang diakibatkan oleh body waves, (a) P-waves dan (b)

SV-waves (Kramer, 1996)

Sedangkan surface waves atau gelombang permukaan, merupakan gelombang

seismik yang terjadi di permukaan bumi. Gelombang ini memiliki pergerakan yang

memutar yang dapat mengakibatkan kerusakan pada bangunan, termasuk

diantaranya yang dapat menyebabkan fenomena likuifaksi.

2.2.2. Risiko Gempa

Gempa merupakan peristiwa acak yang tidak dapat diperkirakan kapan terjadinya,

baik waktu, besar magnitudo maupun lokasinya. Analisis risiko gempa hanya dapat

dilakukan dengan memperkirakan probabilitas terjadinya gempa di suatu daerah

dengan intensitas tertentu dan periode ulang tertentu.

18

2.2.3. Probabilitas Risiko Gempa Metode Gumbel

Metode Gumbel merupakan teorema probabilitas yang berkaitan dengan nilai

ekstrim. Metode ini dapat digunakan untuk melakukan pendekatan nilai percepatan

puncak gempa di batuan dasar untuk berbagai periode ulang. Dalam metode ini,

tiap kejadian gempa diasumsikan memiliki pengaruh terhadap titik yang ditinjau.

Pendekatan risiko gempa dilakukan dengan menggunakan Fungsi Atenuasi.

𝐺(𝑀) = 𝑒(−∝(−𝛽𝑀)) ; 𝑀 ≥ 0 (Skripsi Damar Kurnia, 2011) ................... 2. 1

𝛼 = jumlah gempa rata-rata per tahun

𝛽 = parameter yang menyatakan hubungan antara distribusi gempa dengan

magnitudo

𝑀 = magnitudo gempa

Persamaan 2. 1 dapat disederhanakan menjadi persamaan garis lurus berikut:

𝑙𝑛 𝐺(𝑀) = −∝ 𝑒−𝛽𝑀 ............................................................................... 2. 2

𝑙𝑛 (−𝑙𝑛 𝐺(𝑀)) = 𝑙𝑛 ∝ −𝛽𝑀 ................................................................... 2. 3

Dimana:

𝑦 = 𝑙𝑛 (−𝑙𝑛 𝐺(𝑀))

𝛼 = 𝑒𝐴

𝛽 = −𝐵

Persamaan 2. 3 identik dengan Persamaan Linear 2. 4 yang membentuk garis lurus.

Sehingga untuk menentukan nilai yang lebih tepat, digunakan pendekatan kuadrat

terkecil dengan menggunakan Persamaan 2. 5 dan Persamaan 2. 6.

19

𝑦 = 𝐴 + 𝐵𝑥 ................................................................................................. 2. 4

𝐴 =∑ 𝑦𝑗.∑ 𝑥𝑗

2−∑ 𝑥𝑗 ∑(𝑥𝑗.𝑦𝑗)

𝑛 ∑ 𝑥𝑗2−(∑ 𝑥𝑗)2 ............................................................................. 2. 5

𝐵 =𝑛 ∑(𝑥𝑗.𝑦𝑗)− ∑ 𝑥𝑗. ∑ 𝑦𝑗

𝑛 ∑ 𝑥𝑗2−(∑ 𝑥𝑗)2 ................................................................................. 2. 6

𝑦𝑗 = 𝑙𝑛(− ln 𝐺(𝑀)) = 𝑙𝑛 (− ln (𝑗

𝑁+1)) ..................................................... 2. 7

Dimana:

𝑥 = percepatan

𝑥𝑗 = 𝑎𝑗 = percepatan gempa ke-j

𝑗 = nomor urut kejadian

𝑁 = selang waktu pengamatan

Untuk menghitung periode ulang, dapat dilakukan dengan menggunakan

pendekatan pada Persamaan 2. 8 yang merupakan hubungan antara periode ulang

(𝑇) dengan percepatan (𝑎).

𝑎 =ln(𝑇.∝)

𝛽 .................................................................................................... 2. 8

2.2.4. Fungsi Atenuasi

Apabila dalam suatu lokasi yang ditinjau tidak memiliki data rekam gempa, maka

analisis risiko gempa dapat menggunakan Fungsi Atenuasi untuk memperkirakan

besarnya percepatan puncak gempa di batuan dasar, yang selanjutnya disebut

sebagai 𝑃𝐺𝐴. Fungsi Atenuasi merupakan fungsi yang menggambarkan korelasi

antara intensitas (𝑖) gerakan tanah setempat, magnitude gempa (𝑀) dan jarak (𝑅)

dari sumber gempa yang telah ada, seperti dalam ilustrasi Gambar 2. 12.

20

Gambar 2. 12 Ilustrasi hubungan antara episenter, hiposenter dan titik tinjau

Fungsi Atenuasi dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:

a. Mekanisme Gempa.

Pada umumnya gempa terjadi karena pergeseran lempeng tektonik yang tiba-tiba

sehingga mengakibatkan terlepasnya energi yang sangat besar. Pergeseran lempeng

tektonik ini bisa terjadi pada daerah subduction maupun pada daerah patahan.

Gempa pada daerah subduction biasanya mempunyai frekuensi yang berbeda

dengan gempa dangkal, karena merupakan gempa dalam dengan gelombang

permukaan yang sedikit. Oleh karena itu sebagaimana yang diusulkan oleh Idriss

(1991), rumus-rumus atenuasi untuk gempa subduction harus dipisahkan dari

gempa strike-slip.

b. Jarak Episenter.

Respon spektrum dari gempa yang tercatat pada batuan mempunyai bentuk yang

berbeda tergantung jarak episenternya (near, mid dan far field). Gempa near field

memberikan respon tinggi pada periode yang rendah tapi mengecil secara drastis

Hiposenter

Jarak episenter

Titik tinjau

Jarak hiposenter

Jarak episenter

Episenter

21

A

O

B

√(1 − 𝑎)

a

1

dengan bertambahnya periode. Sebaliknya, gempa far field pada periode rendah

memberikan respon yang terlihat konstan hingga periode sekitar satu detik. Hal ini

menunjukan adanya perubahan frekuensi gempa dengan makin jauhnya daerah

yang ditinjau ke episenter.

Untuk menghitung jarak episenter, dapat menggunakan perumusan Haversine yang

diusulkan oleh Sinnot. Perumusan tersebut dimodelkan dengan pemodelan bola

sederhana seperti pada ilustrasi Gambar 2. 13 berikut.

Gambar 2. 13 Pemodelan garis hubungan pusat bumi dengan titik tinjau

Dalam ilustrasi pemodelan Gambar 2. 13, titik 𝑂 merupakan pusat dari bumi, 𝐴 dan

𝐵 merupakan titik dalam lingkaran dan 𝐴𝑂𝐵 membentuk sudut secara sederhana

dapat dituliskan dengan Persamaan 2. 9 sebagai berikut.

𝑟 = cos−1(sin(𝑙𝑎𝑡 1) × sin(𝑙𝑎𝑡 2) + cos(𝑙𝑎𝑡 1) × cos(𝑙𝑎𝑡 2) × cos(𝑙𝑜𝑛𝑔 2 −

𝑙𝑜𝑛𝑔 1)) × 𝑅 ..................................................................................... 2. 9

Dimana:

𝑅 = Radius jari-jari bumi = 6.378,1 km.

22

c. Kondisi Tanah Lokal.

Kondisi tanah memiliki peran yang sangat penting dalam menentukan respon suatu

daerah terhadap gelombang gempa. Respon gempa yang tiba di batuan dasar bisa

diperkuat, diperlemah atau berubah frekuensinya karena tersaringnya getaran

berfrekuensi tinggi.

Ada beberapa Fungsi Atenuasi yang telah dikembangkan, antara lain Fungsi

Atenuasi Joyner & Boore (1981, 1988), Crouse (1991), Youngs et al. (1997) dan

lain-lain. Fungsi Atenuasi tersebut diturunkan berdasarkan data pengamatan

kegempaan dimasa lalu dengan memakai metode penyesuaian kuadrat terkecil

terhadap data pengamatan tersebar.

1. Joyner & Boore (1981, 1988)

Fungsi Atenuasi yang diperoleh oleh Joyner & Boore adalah Fungsi Atenuasi untuk

percepatan horizontal maksimum, kecepatan horizontal maksimum. Fungsi ini

menggunakan data gempa yang terjadi di Imperial Valley, California. pertama kali

dipublikasikan pada tahun 1981 Persamaan 2. 10, kemudian disempurnakan tahun

1988 Persamaan 2. 12.

𝐿𝑜𝑔 𝐴 = −1,02 + 0,249𝑀 − log 𝑟 − 0,0025 𝑟 + 0,26𝑃 .......................... 2. 10

𝑟 = √𝑑2 + 7,32 .................................................................................. 2. 11

Dimana:

𝑀 = momen magnitude gempa, dalam g (5,0 ≤ M ≤ 7,7)

𝑟 = jarak hiposenter (km)

𝑑 = jarak terdekat pada proyeksi vertikal akibat fault rupture, dalam km

23

𝑃 = bernilai nol bila kemungkinan terlampaui 50 %, dan bernilai 1 bila

kemungkinan terlampaui 84%

Tahun 1988, Persamaan 2. 10 disempurnakan menjadi Persamaan 2. 12 berikut:

𝐿𝑜𝑔 𝑦 = 𝑎 + 𝑏(𝑀 − 6) + 𝑐(𝑀 − 6)2 + 𝑑 log 𝑟 + 𝑘 𝑟 + 𝑠 ........................ 2. 12

𝑟 = √𝑟02 + ℎ2 .................................................................................... 2. 13

𝑠 = 𝑒 𝑙𝑜𝑔𝑉𝑆

𝑉𝑆0 ...................................................................................... 2. 14

Dimana:

𝑀 = momen magnitude gempa 5,0 ≤ M ≤ 7,7

𝑟 = jarak hiposenter (km)

𝑟0 = jarak terdekat pada proyeksi vertikal akibat fault rupture, dalam km

𝑉𝑠 = kecepatan gelombang geser rata-rata

Dengan nilai a, b, c, d, k, s dan h yang diberikan pada Tabel 2. 1.

Tabel 2. 1 Koefisien Joyner dan Boore (1988) untuk tanah dengan rasio redaman

sebesar 5% Period (s) a b c h d k s VS0 e logy

Pseudovelocity response

0.10 2.16 0.25 -0.06 11.3 -1.00 -0.0073 -0.02 0.28

0.15 2.40 0.30 -0.08 10.8 -1.00 -0.0067 -0.02 0. 28

0.20 2.46 0.35 -0.09 9.6 -1.00 -0.0063 -0.01 0. 28

0.30 2.47 0.42 -0.11 6.9 -1.00 -0.0058 0.04 590 -0.28 0. 28

0.40 2.44 0.47 -0.13 5.7 -1.00 -0.0054 0.10 830 -0.33 0.31

0.50 2.41 0.52 -0.14 5.1 -1.00 -0.0051 0.14 1020 -0.38 0.33

0.75 2.34 0.60 -0.16 4.8 -1.00 -0.0045 0.23 1410 -0.46 0.33

1.00 2.28 0.67 -0.17 4.7 -1.00 -0.0039 0.27 1580 -0.51 0.33

1.50 2.19 0.74 -0.19 4.7 -1.00 -0.0026 0.31 1620 -0.59 0.33

2.00 2.12 0.79 -0.20 4.7 -1.00 -0.0015 0.32 1620 -0.64 0.33

3.00 2.02 0.85 -0.22 4.7 -0.98 0.00 0.32 1550 -0.72 0.33

4.00 1.96 0.88 -0.24 4.7 -0.98 0.00 0.29 1450 -0.78 0.33

Peak acceleration

0.43 0.23 0.0 8.0 -1.0 -0.0027 0.0 0.28

Peak velocity

2.09 0.49 0.0 4.0 -1.0 -0.0026 0.17 1190 -0.45 0.33

24

Dengan demikian, Persamaan 2. 12 dapat ditulis menjadi Persamaan 2. 15:

𝐿𝑜𝑔 𝑦 = 0,49 + 0,23(𝑀 − 6) − log 𝑟 − 0,0027 𝑟 .................................... 2. 15

2. Boore, Joyner dan Fumal (Boore et al, 1997)

Fungsi Atenuasi pada Persamaan 2. 10 merupakan fungsi yang diperoleh

berdasarkan data rekam gempa sebelum tahun 1981 di Amerika Utara bagian barat,

dengan magnitudo gempa antara 5,3-7,7. Persamaan 2. 12 diperoleh berdasarkan

pada data gempa Amerika Utara bagian barat dan data gempa di California (1989

Loma Prieta, 1992 Petrolia dan 1992 Landers). Dengan adanya tambahan data-data

di atas, maka Persamaan 2. 12 mengalami perbaikan, yaitu dengan

memperhitungkan nilai kecepatan gelombang geser rata-rata hingga pada

kedalaman 30 m.

ln 𝑌 = 𝑏1 + 𝑏2(𝑀 − 6) + 𝑏3(𝑀 − 6)2 + 𝑏5 ln 𝑟 + 𝑏𝑣𝑙𝑛𝑉𝑆

𝑉𝐴 ....................... 2. 16

𝑟 = √𝑟𝑗𝑏2 + ℎ2 ...................................................................................... 2. 17

𝑏1𝑆𝑆 untuk strike-slip eartquakes

𝑏1 = 𝑏1𝑅𝑆 untuk reverse-slip earthquakes

𝑏1𝐴𝐿𝐿 jika mekanisme gempa tidak diketahui

Dimana:

𝑀 = momen magnitude gempa 5,0 ≤ M ≤ 7,7

𝑟 = jarak hiposenter (km)

𝑟𝑗𝑏 = jarak terdekat pada proyeksi vertikal akibat fault rupture, d ≤ 80 km

𝑉𝑠 = Shear wave velocity (kecepatan gelombang geser rata-rata)

Adapun koefisien b1SS, b1RV, b1ALL, b2, b3, b5, bV, VA, h, 1, c, r, e, lnY dapat

dilihat pada Tabel 2. 2.

25

Tabel 2. 2 Koefisien tanah Boore et al. (1997) dengan rasio redaman 5% Period b1SS b1RV b1ALL b2 b3 b5 bV VA h 1 c r e lnY

0.10 1.006 1.087 1.059 0.753 -0.226 -0.934 -0.212 1112 6.27 0.440 0.189 0.479 0.000 0.479

0.11 1.072 1.164 1.130 0.732 -0.230 -0.937 -0.211 1291 6.65 0.437 0.200 0.481 0.000 0.481

0.12 1.109 1.215 1.174 0.721 -0.233 -0.939 -0.215 1452 6.91 0.437 0.210 0.485 0.000 0.485

0.13 1.128 1.246 1.200 0.711 -0.233 -0.939 -0.221 1596 7.08 0.435 0.216 0.486 0.000 0.486

0.14 1.135 1.261 1.208 0.707 -0.230 -0.938 -0.228 1718 7.18 0.435 0.223 0.489 0.000 0.489

0.15 1.128 1.264 1.204 0.702 -0.228 -0.937 -0.238 1820 7.23 0.435 0.230 0.492 0.000 0.492

0.16 1.112 1.257 1.192 0.702 -0.226 -0.935 -0.248 1910 7.24 0.435 0.235 0.495 0.000 0.495

0.17 1.090 1.242 1.173 0.702 -0.221 -0.933 -0.258 1977 7.21 0.435 0.239 0.497 0.000 0.497

0.18 1.063 1.222 1.151 0.705 -0.216 -0.930 -0.270 2037 7.16 0.435 0.244 0.499 0.002 0.499

0.19 1.032 1.198 1.122 0.709 -0.212 -0.927 -0.281 2080 7.10 0.435 0.249 0.501 0.005 0.501

0.20 0.999 1.170 1.089 0.711 -0.207 -0.924 -0.292 2118 7.02 0.435 0.251 0.502 0.009 0.502

0.22 0.925 1.104 1.019 0.721 -0.198 -0.918 -0.315 2158 6.83 0.437 0.258 0.508 0.016 0.508

0.24 0.847 1.033 0.941 0.732 -0.189 -0.912 -0.338 2178 6.62 0.437 0.262 0.510 0.025 0.511

0.26 0.764 0.958 0.861 0.744 -0.180 -0.906 -0.360 2173 6.39 0.437 0.267 0.513 0.032 0.514

0.28 0.681 0.881 0.780 0.758 -0.168 -0.999 -0.381 2158 6.17 0.440 0.272 0.517 0.039 0.518

0.30 0.598 0.803 0.700 0.769 -0.161 -0.893 -0.401 2133 5.94 0.440 0.276 0.519 0.048 0.522

0.32 0.518 0.725 0.619 0.783 -0.152 -0.888 -0.420 2104 5.72 0.442 0.279 0.523 0.055 0.525

0.34 0.439 0.648 0.540 0.794 -0.143 -0.882 -0.438 2070 5.50 0.444 0.281 0.526 0.064 0.530

0.36 0.361 0.570 0.462 0.806 -0.136 -0.877 -0.456 2032 5.30 0.444 0.283 0.527 0.071 0.532

0.38 0.286 0.495 0.385 0.820 -0.127 -0.872 -0.472 1995 5.10 0.447 0.286 0.530 0.078 0.536

0.40 0.212 0.423 0.311 0.831 -0.120 -0.867 -0.487 1954 4.91 0.447 0.288 0.531 0.085 0.538

0.42 0.140 0.352 0.239 0.840 -0.113 -0.862 -0.502 1919 4.74 0.449 0.290 0.535 0.092 0.542

0.44 0.073 0.282 0.169 0.852 -0.108 -0.858 -0.516 1884 4.57 0.449 0.292 0.536 0.099 0.545

0.46 0.005 0.217 0.102 0.863 -0.101 -0.854 -0.529 1849 4.41 0.451 0.295 0.539 0.104 0.549

0.48 -0.058 0.151 0.036 0.873 -0.097 -0.850 -0.541 1816 4.26 0.451 0.297 0.540 0.111 0.551

0.50 -0.122 0.087 -0.025 0.884 -0.090 -0.846 -0.553 1782 4.13 0.454 0.299 0.543 0.115 0.556

0.55 -0.268 -0.036 -0.176 0.907 -0.078 -0.837 -0.579 1710 3.82 0.456 0.302 0.547 0.129 0.562

0.60 -0.401 -0.203 -0.314 0.928 -0.069 -0.830 -0.602 1644 3.57 0.458 0.306 0.551 0.143 0.569

0.65 -0.523 -0.331 -0.440 0.946 -0.060 -0.823 -0.622 1592 3.36 0.461 0.309 0.554 0.154 0.575

0.70 -0.634 -0.452 -0.555 0.962 -0.053 -0.818 -0.639 1545 3.20 0.463 0.311 0.558 0.166 0.582

0.75 -0.737 -0.562 -0.661 0.979 -0.046 -0.813 -0.653 1507 3.07 0.465 0.313 0.561 0.175 0.587

0.80 -0.829 -0.666 -0.760 0.992 -0.041 -0.809 -0.666 1476 2.98 0.467 0.315 0.564 0.184 0.593

0.85 -0.915 -0.761 -0.851 0.006 -0.037 -0.805 -0.676 1452 2.92 0.467 0.320 0.567 0.191 0.598

0.90 -0.993 -0.848 -0.933 0.018 -0.035 -0.802 -0.685 1432 2.89 0.470 0.322 0.570 0.200 0.604

0.95 -1.066 -0.932 -1.010 0.027 -0.032 -0.800 -0.692 1416 2.88 0.472 0.325 0.573 0.207 0.609

1.00 -1.133 -1.009 -1.080 0.036 -0.032 -0.798 -0.698 1406 2.90 0.474 0.325 0.575 0.214 0.613

1.10 -1.249 -1.145 -1.208 0.052 -0.030 -0.795 -0.706 1396 2.99 0.477 0.329 0.579 0.226 0.622

1.20 -1.345 -1.265 -1.315 0.064 -0.032 -0.794 -0.710 1400 3.14 0.479 0.334 0.584 0.235 0.629

1.30 -1.428 -1.370 -1.407 0.073 -0.035 -0.793 -0.711 1416 3.36 0.481 0.338 0.588 0.244 0.637

1.40 -1.495 -1.460 -1.483 0.080 -0.039 -0.794 -0.709 1442 3.62 0.484 0.341 0.592 0.251 0.643

1.50 -1.552 -1.538 -1.550 0.085 -0.044 -0.796 -0.704 1479 3.92 0.486 0.345 0.596 0.256 0.649

1.60 -1.598 -1.605 -1.605 0.087 -0.051 -0.798 -0.697 1524 4.26 0.488 0.348 0.599 0.262 0.654

1.70 -1.634 -1.668 -1.652 0.089 -0.058 -0.801 -0.689 1581 4.62 0.490 0.352 0.604 0.267 0.660

1.80 -1.663 -1.718 -1.689 0.087 -0.067 -0.804 -0.679 1644 5.01 0.493 0.355 0.607 0.269 0.664

1.90 -1.685 -1.763 -1.720 0.087 -0.074 -0.808 -0.667 1714 5.42 0.493 0.359 0.610 0.274 0.669

2.00 -1.699 -1.801 -1.743 0.085 -0.085 -0.812 -0.655 1795 5.85 0.495 0.362 0.613 0.276 0.672

Peak acceleration

-0.313 -0.117 -0.242 0.527 0.000 -0.778 -0.371 1396 5.57 0.430 0.226 0.486 0.184 0.520

26

Dengan demikian, Persamaan 2. 16 dapat dibagi menjadi 3 persamaan, tergantung

dari mekanisme gempa yang terjadi.

𝑙𝑛 𝑌 = −0.313 + 0,527(𝑀 − 6) − 0,778 𝑙𝑛 𝑟 − 0,371 𝑙𝑛𝑉𝑠

1396................. 2. 18

𝑙𝑛 𝑌 = −0.117 + 0,527(𝑀 − 6) − 0,778 𝑙𝑛 𝑟 − 0,371 𝑙𝑛𝑉𝑠

1396................. 2. 19

𝑙𝑛 𝑌 = −0.242 + 0,527(𝑀 − 6) − 0,778 𝑙𝑛 𝑟 − 0,371 𝑙𝑛𝑉𝑠

1396................. 2. 20

Persamaan 2. 18 digunakan untuk mekanisme gempa strike-slip. Persamaan 2. 19

digunakan untuk mekanisme gempa reverse-slip. Sedangkan Persamaan 2. 20

digunakan jika mekanisme gempa belum diketahui dengan jelas.

Kecepatan gelombang geser dicari dengan cara menggunakan rata-rata berbobot

(weight average) dari kecepatan gelombang geser pada titik yang ditinjau. Nilai ini

dicari dengan menggunakan Persamaan 2. 21 berikut.

�̅�𝑠 = ∑ 𝑑𝑖

𝑛𝑖=1

∑𝑑𝑖

�̅�𝑠𝑖

(SNI 1726 tahun 2012) ......................................................... 2. 21

Dimana:

�̅�𝑠 = Kecepatan gelombang geser rata-rata

𝑑𝑖 = Tebal tiap lapisan

𝑠𝑖 = Kecepatan gelombang geser pada lapisan i

𝑣𝑠𝑖 = Kecepatan gelombang geser pada lapisan i

Besarnya 𝑣𝑠𝑖 dapat dicari melalui korelasi antara 𝑁𝑆𝑃𝑇 dan shear wave velocity.

Beberapa persamaan korelasi 𝑉𝑠 dengan 𝑁𝑆𝑃𝑇 antara lain:

27

𝑉𝑠 = 350 ∗ 𝑁0,314 (fps) (Imai dan Tonouchi, 1982) ............................... 2. 22

𝑉𝑠 = 85,3 ∗ 𝑁0,341(Ohta dan Gohto) ....................................................... 2. 23

𝑉𝑠 = 105,64 ∗ 𝑁0,32 (Lee) ...................................................................... 2. 24

𝑉𝑠 = 107,6 ∗ 𝑁0,36 (Athanasopoulos) .................................................... 2. 25

𝑉𝑠 = 2,89𝑁 + 167,84 (Nayan) ............................................................... 2. 26

𝑉𝑠 = 90 ∗ 𝑁0,309 (Hasancebi dan Ulusay) .............................................. 2. 27

𝑉𝑠 = 60 ∗ 𝑁0,336 (Dikmen) ..................................................................... 2. 28

𝑉𝑠 = 61,4 ∗ 𝑁0,5 (Seed dan Idriss) .......................................................... 2. 29

Dimana:

𝑁 = Nilai SPT (𝑁𝑆𝑃𝑇)

Boore et al. menyarankan nilai kecepatan gelombang geser rata-rata pada Tabel 2. 3

Tabel 2. 3 Kecepatan gelombang geser rata-rata

Site Class Vs (m/s)

NEHRP site class B 1070

NEHRP site class B 520

NEHRP site class B 250

Rock 620

Soil 310

Sumber: Boore et al, 1997

3. Youngs et. al (1997)

Fungsi Atenuasi Youngs et al. dikembangkan berdasarkan data gempa subduksi,

dengan magnitudo M ≥ 5 dan jarak titik tinjau ke sumber gempa sejauh 10-500 km.

Youngs et. al membagi Fungsi Atenuasi menjadi 2, yaitu Fungsi Atenuasi untuk

tanah Persamaan 2. 30 dan Fungsi Atenuasi untuk batuan Persamaan 2. 31.

28

ln 𝑌 = −0,6687 + 1,438𝑀 + 𝐶1 + 𝐶2(10 − 𝑀)3 + 𝐶3𝑙𝑛(𝑅 + 1,097𝑒0,617𝑀) +

0,00648𝐻 + 0,3643𝑍𝑇 ................................................................... 2. 30

ln 𝑌 = 0,2418 + 1,414𝑀 + 𝐶1 + 𝐶2(10 − 𝑀)3 + 𝐶3𝑙𝑛(𝑟𝑟𝑢𝑝 + 1,7818𝑒0,554𝑀) +

0,00607𝐻 + 0,3846𝑍𝑇 ................................................................... 2. 31

Adapun koefisien 𝐶1, 𝐶2, 𝐶3, 𝐶4 dan 𝐶5 dapat dilihat Tabel 2. 4 dan Tabel 2.5.

Tabel 2. 4 Koefisien Youngs et al. (1997) untuk tanah dengan rasio redaman

sebesar 5%

Period (s) C1 C2 C3 C4* C5*

Response Spectral Acceleration

0.075 2.400 -0.0019 -2.697 1.45 -0.1

0.10 2.516 -0.0019 -2.697 1.45 -0.1

0.20 1.549 -0.0019 -2.464 1.45 -0.1

0.30 0.793 -0.0020 -2.327 1.45 -0.1

0.40 0.144 -0.0020 -2.230 1.45 -0.1

0.50 -0.438 -0.0035 -2.140 1.45 -0.1

0.75 -1.704 -0.0048 -1.952 1.45 -0.1

1.00 -2.870 -0.0066 -1.785 1.45 -0.1

1.50 -5.101 -0.0114 -1.470 1.45 -0.1

2.00 -6.433 -0.0164 -1.290 1.45 -0.1

3.00 -6.672 -0.0221 -1.347 1.45 -0.1

4.00 -7.618 -0.0235 -1.272 1.45 -0.1

Peak Acceleration

-2.552 1.45 -0.1

29

Tabel 2. 5 Koefisien Youngs et al. (1997) untuk batuan dengan rasio redaman

sebesar 5%

Period (s) C1 C2 C3 C4* C5*

Response Spectral Acceleration

0.075 1.275 -2.707 1.45 -0.1

0.10 1.188 -0.0011 -2.655 1.45 -0.1

0.20 0.722 -0.0027 -2.528 1.45 -0.1

0.30 0.246 -0.0036 -2.454 1.45 -0.1

0.40 -0.115 -0.0043 -2.401 1.45 -0.1

0.50 -0.400 -0.0048 -2.360 1.45 -0.1

0.75 -1.149 -0.0057 -2.286 1.45 -0.1

1.00 -1.736 -0.0064 -2.234 1.45 -0.1

1.50 -2.634 -0.0073 -2.160 1.45 -0.1

2.00 -3.328 -0.0080 -2.107 1.45 -0.1

3.00 -4.511 -0.0089 -2.033 1.45 -0.1

Peak Acceleration

-2.552 1.45 -0.1

Dengan demikian, Persamaan 2. 30 dan Persamaan 2. 31 dapat ditulis menjadi:

ln 𝑌 = −0,6687 + 1,438 𝑀 − 2.329 𝑙𝑛(𝑅 + 1,097𝑒0,617𝑀) + 0,00648𝐻 +

0,3643𝑍𝑇 ......................................................................................... 2. 32

ln 𝑌 = 0,2418 + 1,414𝑀 − 2.552 𝑙𝑛(𝑟𝑟𝑢𝑝 + 1,7818𝑒0,554𝑀) + 0,00607𝐻 +

0,3846𝑍𝑇 ......................................................................................... 2. 33

Dimana:

𝑀 = momen magnitude gempa 𝑀𝑤 ≥ 5

𝑟𝑟𝑢𝑝 = jarak terdekat ke rupture, dalam km

𝐻 = kedalaman antara 10-500 km

𝑍𝑇 = tipe sumber gempa, 0 untuk interface, 1 untuk interslab

𝐶4 + 𝐶5𝑀 = Standar deviasi (untuk 𝑀𝑤 ≥ 8, standar deviasi bernilai sama

dengan 𝑀𝑤 = 8)

30

2.2.5. Percepatan Puncak Gempa di Permukaan Tanah

Percepatan puncak gempa di permukaan adalah nilai akhir dari cepat rambat

gelombang gempa dari 𝑃𝐺𝐴 menuju ke permukaan. Ada berbagai cara yang dapat

digunakan untuk mendapatkan nilai percepatan puncak gempa di permukaan tanah.

Namun, dalam penelitian ini, nilai percepatan gempa di permukaan tanah dicari

dengan mengalikan 𝑃𝐺𝐴 dengan faktor amplifikasi percepatan 𝐹𝑃𝐺𝐴 pada titik yang

ditinjau.

Besarnya 𝐹𝑃𝐺𝐴 tergantung dari klasifikasi jenis tanah yang didasarkan pada Tabel

2. 6. Sedangkan nilai 𝐹𝑃𝐺𝐴 ditentukan dari Tabel 2. 7

Tabel 2. 6 Klasifikasi jenis tanah

Soil Classification �̅�𝑺 �̅� 𝒂𝒕𝒂𝒖 �̅�𝒄𝒉 �̅�𝒖

SA (batuan keras) > 1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 – 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat

padat dan batuan lunak) 350 – 750 > 50 ≥ 100

SD (tanah sedang) 175 – 350 15 – 50 50 – 100

SE (tanah lunak) < 175 < 15 < 50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah

dengan karakteristik sebagai berikut:

1. Indeks plastisitas PI > 20

2. Kadar air w ≥ 40% dan kuat geser niralir �̅�𝒖< 25 kPa

SF (tanah khusus yang

membutuhkan investigasi

geoteknik spesifik dan

analisis respon spesifik)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari

karakteristik berikut:

1. Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa

seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah

tersementasi lemah.

2. Lempung sangat organik dan/ atau gambut (ketebalan H > 3 m)

3. Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5 dengan

indeks plastisitas PI > 75)

4. Lapisan lempung lunak medium kaku dengan ketebalan H > 35

m dengan �̅�𝒖< 25 kPa

Sumber: SNI 1726: 2012

31

Tabel 2. 7 Nilai faktor amplifikasi 𝐹𝑃𝐺𝐴 untk percepatan puncak di permukaan

tanah

Soil Classification PGA

≤ 0.1 0.2 0.3 0.4 ≥ 0.5

SA (batuan keras) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

SB (batuan) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

SC (tanah keras, sangat

padat dan batuan lunak) 1.2 1.2 1.1 1.0 1.0

SD (tanah sedang) 1.6 1.4 1.2 1.1 1.0

SE (tanah lunak) 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9

SF (tanah khusus yang

membutuhkan investigasi

geoteknik spesifik dan

analisis respon spesifik)

SS SS SS SS SS

Sumber: SNI 1726: 2012

2.2.6. Standard Penetration Test (𝑺𝑷𝑻)

Standard Penetration Test (𝑆𝑃𝑇) merupakan salah satu cara yang dapat digunakan

untuk menentukan kapasitas dukung tanah di lapangan. Pengujian 𝑆𝑃𝑇 dilakukan

saat melakukan pengeboran inti pada lapisan tanah yang sedang diuji. Nilai 𝑆𝑃𝑇

diperoleh dari hasil uji 𝑁𝑆𝑃𝑇 di lapangan yang didefinisikan sebagai jumlah pukulan

yang dibutuhkan untuk memasukkan silinder sedalam 45 cm pada setiap pengujian.

Uji ini dilakukan dengan cara penumbukan tabung ke dalam tanah sedalam 45 cm

ke arah vertikal. Beban yang digunakan untuk penumbukan seberat 63,5 kg dengan

tinggi jatuh 0,76 m. Pelaksanaan pengujian dilakukan dalam tiga tahap, dengan

masing-masing pemukulan 15 cm tabung ke dalam tanah pada setiap tahapnya.

Tahap yang pertama dicatat sebagai dudukan, sementara jumlah penetrasi pada

tahap kedua dan ketiga dijumlahkan untuk memperoleh nilai 𝑁𝑆𝑃𝑇. Ilustrasi 𝑆𝑃𝑇

ditunjukkan Gambar 2. 14.

32

Gambar 2. 14 Prosedur pengujian 𝑁𝑆𝑃𝑇 secara manual (Kovacs et al, 1981)

𝑁𝑆𝑃𝑇 yang diperoleh tergantung dari jenis tanah dan konsistensinya. Pada umumya,

tanah terbagi menjadi dua jenis, yaitu kohesif dan granuler. Umumnya, variabel

yang dilihat pada tanah kohesif adalah kekakuannya, sedangkan pada tanah

granuler adalah kerapatannya. Tabel 2. 8 menunjukkan konsistensi tanah

berdasarkan 𝑁𝑆𝑃𝑇.

33

Tabel 2. 8 Konsistensi tanah berdasarkan nilai 𝑁𝑆𝑃𝑇

Granular Cohesive

𝑁𝑆𝑃𝑇 Consistency 𝑁𝑆𝑃𝑇 Consistency

0 – 4 Sangat Lepas < 2 Sangat Lunak

4 – 10 Lepas 2 – 4 Lunak

10 – 30 Sedang 4 – 8 Sedang

30 – 50 Padat 8 – 15 Kaku

> 50 Sangat Padat 15 – 30 Sangat Kaku

- - > 30 Keras

Sumber: Peck (1974); Das (1994)

Pada umumnya suatu lokasi memiliki deposit tanah yang terdiri dari beberapa jenis

lapisan tanah dengan perbedaan karakteristik pada setiap kedalaman. Parameter-

parameter tanah tersebut dapat berupa berat jenis, berat volume, derajat kejenuhan,

sudut geser dalam, penggolongan jenis tanah dan lain sebagainya. Tanah dengan

parameter yang berbeda, akan memiliki karakteristik yang berbeda pula. Untuk

mengetahui parameter-parameter tanah, maka terlebih dahulu harus dilakukan suatu

pengujian. Pengujian tersebut dapat berupa pengujian lapangan maupun pengujian

laboratorium.

Melalui pengujian 𝑆𝑃𝑇, dapat diperoleh tipe tanah pada lapisan tertentu, serta 𝑁𝑆𝑃𝑇.

Melalui tipe tanah, dapat diperoleh parameter berat volume tanah dengan cara

mengkorelasikannya dengan Tabel 2. 9 .Selain dari tipe tanah, berat jenis tanah

dapat diperoleh melalui korelasi dengan 𝑁𝑆𝑃𝑇 pada Tabel 2. 10 dan Tabel 2. 11.

34

Tabel 2. 9 Korelasi berat jenis tanah berdasarkan NAFAC 7.01

Soil Type (kN/m3)

Range Middle

Sand: clean, uniform, fine or medium 13.196 21.366 17.281

Silt; uniform, anorganic 12.725 21.366 17.046

Silty sand 13.825 22.308 18.067

Sand; well graded 13.511 23.251 18.381

Silty sand and gravel 14.139 24.351 19.245

Sandy or silty clay 15.710 23.094 19.402

Silty clay with gravel; uniform 18.067 23.722 20.895

Well-graded gravel, sand, silt and clay 19.638 24.504 22.071

Clay 14.767 20.894 17.831

Colloidal Clay 11.154 20.109 15.632

Organic Silt 13.668 20.580 17.124

Organic Clay 12.725 19.638 16.182

Tabel 2. 10 Korelasi antara 𝑁𝑆𝑃𝑇. dengan berat isi (), sudut geser dalam (), dan

kepadatan tanah granular

SPT

(blows/foot)

(kN/m3)

(...°) Density

0 - 10 12 - 16 25 - 32 Loose

11 - 30 14 - 18 28 - 36 Medium Dense

31 - 50 16 - 20 30 - 40 Dense

>50 18 - 23 > 35 Very Dense

Sumber: Bowles, 1991

Tabel 2. 11 Korelasi antara 𝑁𝑆𝑃𝑇 dengan berat isi (), sudut geser dalam (), dan

kepadatan tanah kohesif.

SPT

(blows/foot)

(kN/m3)

(...°) Density

< 4 14 - 18 < 25 Very Soft

4 - 6 16 - 18 28 - 36 Soft

6 - 15 16 - 18 29 - 36 Medium Stiff

15 - 25 16 - 18 30 - 40 Stiff

> 25 > 20 > 35 Hard

Sumber: Bowles, 1991

Terkadang pengujian 𝑆𝑃𝑇 dapat menghasilkan 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang berbeda-beda. Hal ini

tergantung dari penggunaan tipe hammer dan sistem penjatuhan saat pelaksanaan.

35

Sehingga sangat dianjurkan untuk menggunakan 𝑁𝑆𝑃𝑇 terkoreksi untuk analisis

potensi likuifaksi. Seed et al (1984) mengusulkan agar 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang digunakan adalah

(𝑁1)60, yaitu 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang telah dikoreksi terhadap energi 60%. (𝑁1)60 dapat dihitung

dengan persamaan Robertson dan Wride (1997) sebagai berikut:

(𝑁1)60 = 𝑁 ∗ 𝐶𝑁 ∗ 𝐶𝐵 ∗ 𝐶𝑅 ∗ 𝐶𝐸 ∗ 𝐶𝑆 ....................................................... 2. 34

Dimana:

(N1)60 = koreksi 𝑁𝑆𝑃𝑇 lapangan terhadap energi sebesar 60%

𝐶𝑁 = faktor koreksi untuk tegangan overburden tanah

𝐶𝐵 = faktor koreksi untuk diameter lubang bor

𝐶𝑅 = faktor koreksi untuk panjang batang

𝐶𝐸 = faktor koreksi untuk rasio energi hammer

𝐶𝑆 = faktor koreksi untuk metode pengambilan sampel

Untuk tegangan overburden tanah, dapat menggunakan faktor koreksi dari

persamaan sebagai berikut:

𝐶𝑁 = (𝑃𝑎

𝜎′𝑣)

1

2 ≤ 1,7 Liao dan Whiteman (1986) ................................ 2. 35

𝐶𝑁 =2,2

1,2+𝜎′𝑣𝑝𝑜

Kayen et al (1992) .............................................. 2. 36

𝐶𝑁 = (𝑃𝑎

𝜎′𝑣)

𝑚

≤ 1,7 Idriss dan Boulanger (2008) ............................. 2. 37

𝑚 = 0,784 − 0,0768√(𝑁1)60 .............................................................. 2. 38

Dimana 𝑃𝑎 adalah tekanan atmosfer sebesar 1 atm (100 kPa) dan ′𝑣 dalam kPa.

36

Tabel 2. 12 Faktor koreksi NSPT

Factor Equipment variable Term Correction

Overburden

pressure - 𝐶𝑁 (

𝑃𝑎

𝜎′𝑣)

1

2

≤ 1,7

Energy Ratio

Donut hammer 𝐶𝐸 0,5 – 1,0

Safety hammer 𝐶𝐸 0,7 – 1,2

Automatic-trip

Donut-type hammer

𝐶𝐸 0,8 – 1,3

Borehole

Diameter

65 – 115 mm 𝐶𝐸 1,0

150 mm 𝐶𝐸 1,05

200 mm 𝐶𝐸 1,15

Rod Length

< 3 m 𝐶𝑅 0,75

3 – 4 m 𝐶𝑅 0,8

4 – 6 m 𝐶𝑅 0,85

6 – 10 m 𝐶𝑅 0,95

10 – 30 m 𝐶𝑅 1,0

Sampling

Methode

Standart sampler 𝐶𝑆 1,0

Sample without liners 𝐶𝑆 1,1 – 1,3

Sumber:Youd Idriss, 2001

2.2.7. Tegangan Efektif Tanah

Apabila tanah mendapatkan beban di atasnya, maka tanah akan mengalami

pemampatan yang dapat mengakibatkan berkurangnya angka pori. Bila tanah

berada di bawah muka air, maka tanah akan menerima gaya angkat ke atas akibat

tekanan air hidrostatis. Berat tanah yang berada di bawah muka air inilah yang

disebut sebagai berat tanah efektif. Sedangkan tegangan yang terjadi pada tanah

disebut sebagai tegangan efektif. Tegangan efektif inilah yang mempengaruhi kuat

geser dan perubahan volume atau penurunan tanah.

Tegangan efektif tanah adalah tegangan yang terjadi akibat berat tanah efektif di

dalam tanah itu sendiri. Tegangan efektif mempengaruhi kuat geser dan perubahan

volume atau penurunan pada tanah. Ketika tegangan efektif tanah menurun, secara

37

otomatis modulus geser tanah mengalami penurunan dan dapat bernilai nol, yang

artinya tidak ada gaya-gaya yang bekerja pada butir tanah.

Dalam satu kesatuan, tanah terdiri dari tiga komponen, yaitu pori udara, air dan

butir tanah itu sendiri. Pada tanah kering, hanya ada dua komponen, yaitu butir-

butir tanah dan pori-pori udara. Sedangkan pada tanah jenuh, hanya terdapat butir-

butir tanah dan air pori. Besarnya bidang kontak antara butiran tanah yang satu

dengan yang lainnya tergantung pada bentuk dan susunan butiran tanah. Sedangkan

tegangan yang terjadi pada bidang kontak antar butiran akan dipengaruhi oleh

tekanan air pori.

Dalam komponen tanah, yang dapat menahan tegangan geser adalah butir-butir

tanah. Tegangan ini ditahan oleh gaya-gaya yang berkembang pada bidang

singgung antar butiran tanah. Tegangan normal yang bekerja pada tanah ditahan

melalui penambahan gaya antar butir tanah. Saat tanah dalam keadaan jenuh

sempurna, air pori juga dapat memberikan sumbangan gaya dalam menahan

tegangan normal, yang dapat mengakibatkan naiknya tekanan air pori.

Tekanan air pori adalah tekanan air yang bekerja pada tanah. Pada umumnya, nilai

tekanan air pori relatif rendah agar terjadi kondisi seimbang (equilibrium) bersama

dengan tegangan vertikal total tanah. Namun demikian, dalam beberapa kasus, nilai

tekanan air pori dapat meningkat yang dapat menyebabkan kondisi kelebihan

tekanan air pori (excess pore water pressure). Misalnya pada kasus likuifaksi,

dimana terjadi peningkatan tekanan air pori pada kondisi tak terdrainase

(undrained) karena air tidak dapat keluar.

38

Terzaghi (1923) memberikan prinsip tegangan efektif yang bekerja pada tanah

jenuh sempurna sebagai berikut:

a. Tegangan normal total (𝜎) pada suatu bidang di dalam massa tanah, yaitu

tegangan akibat berat tanah total termasuk air dalam ruang pori, per satuan luas

yang arahnya tegak lurus.

b. Tekanan air pori (𝑢) disebut juga dengan tekanan netral yang bekerja ke segala

arah sama besar, yaitu tekanan air yang mengisi rongga di antara butiran padat.

c. Tegangan normal efektif (𝜎′) pada suatu bidang di dalam massa tanah, yaitu

tegangan yang dihasilkan dari beban berat butiran tanah per satuan luas bidang.

Hubungan dari ketiganya dapat dituliskan pada persamaan berikut:

𝜎 = 𝜎′ + 𝑢 2. 39

Tegangan vertikal total merupakan tegangan normal pada bidang horizontal pada

kedalaman z. Dapat pula diartikan sebagai berat keseluruhan material (padat+cair)

per satuan luas.

𝜎𝑣 = 𝛾𝑠𝑎𝑡 . 𝑧 2. 40

Dengan z adalah kedalaman yang ditinjau, dan 𝛾𝑠𝑎𝑡 adalah berat volume tanah

jenuh. Tekanan air pori pada sembarang kedalaman akan berupa tekanan

hidrostatis, karena ruang pori yang berada di antara butiran akan saling

berhubungan. Karena itu, pada kedalaman z, tekanan air pori (u) akan bernilai:

𝑢 = 𝛾𝑤 . 𝑧 2. 41

Sedangkan tegangan vertikal efektif merupakan tegangan efektif yang bekerja pada

tanah pada kedalaman z.

39

Dengan demikian, tegangan efektif pada kedalaman z adalah:

𝜎𝑣′ = 𝛾𝑠𝑎𝑡 . 𝑧 2. 42

= 𝛾𝑠𝑎𝑡 . 𝑧 − 𝛾𝑤 . 𝑧

= (𝛾𝑠𝑎𝑡 − 𝛾𝑤 ). 𝑧

= 𝛾′. 𝑧 2. 43

Dengan 𝛾′ adalah berat volume apung tanah, atau berat volume efektif atau berat

volume tanah terendam.

2.2.8. Likuifaksi pada Tanah

Tanah merupakan himpunan mineral organik maupun anorganik, dan endapan-

endapan lepas yang berasal dari pelapukan batuan baik secara fisik maupun kimia,

yang terletak di atas batuan dasar (bedrock). Pada umumnya, tanah terdiri dari tiga

komponen, yaitu pori udara, air dan butir tanah itu sendiri. Pada tanah kering, hanya

ada dua komponen, yaitu butir-butir tanah dan pori-pori udara. Sedangkan pada

tanah jenuh, hanya terdapat butir-butir tanah dan air pori.

Secara umum tanah dibedakan menjadi dua jenis, yaitu tanah kohesif dan tanah

granuler. Fenomena likuifaksi biasanya ditemui pada tanah granuler dengan tingkat

kepadatan yang rendah dan disertai dengan adanya muka air tanah yang tinggi. Hal

ini disebabkan tanah granuler yang tingkat kepadatannya rendah memiliki

kecenderungan memadat saat menerima getaran gempa bumi. Pada waktu yang

bersamaan, terjadi kenaikan tekanan air pori, sehingga mendorong lapisan tanah di

atasnya dan mengakibatkan tanah kehilangan kekuatan serta berubah perilaku

menjadi cair (liquid). Itulah mengapa, pada daerah yang memiliki lapisan tanah

40

dominan pasir dengan muka air tanah yang cukup tinggi, lebih rentan terhadap

fenomena likuifaksi.

Tanah pasir merupakan tanah yang tidak memiliki kohesi (𝑐 = 0). Pada kondisi tak

terdrainase, nilai tekanan air pori akan meningkat karena air tidak dapat keluar.

Dengan demikian, tanah akan kekurangan kekuatan geser akibat berkurangnya

tegangan efektif pada tanah. Bila tekanan air pori melebihi tegangan efektif pada

tanah, maka tanah akan kehilangan kekuatan geser. Akibatnya tanah akan

berperilaku menjadi cair (liquid) dan tidak akan mampu menopang benda apapun

yang berada di atasnya. Kondisi ini dapat dinyatakan dalam Persamaan 2.44.

𝜏 = 𝑐 + (𝜎 − 𝑢) 𝑡𝑎𝑛 𝜑 2. 44

Dimana:

𝑐 = kohesi

𝜎 = tegangan vertikal tanah

𝑢 = tekanan air pori

𝜑 = sudut geser dalam

Menurut Towhata (2008), baik tanah pasir bergradasi baik maupun seragam,

keduanya memiliki kecenderungan terlikuifaksi. Secara umum, diameter tanah

yang rentan terhadap likuifaksi adalah tanah pasir yang memiliki ukuran partikel

D50 pada rentang 0,1 m hingga 1 mm, atau tanah dengan kepadatan relatif kurang

dari 70%.

41

Gambar 2. 15 Distribusi sebaran butiran tanah yang memiliki potensi likuifaksi

(Towhata, 2008)

2.2.9. Analisis Potensi Likuifaksi

Ada beberapa metode yang dapat digunakan dalam melakukan analisis potensi

likuifaksi. Namun dalam penelitian ini, analisis potensi likuifaksi menggunakan

metode simplifikasi yang dicetuskan oleh Seed dan Idriss (1971) yang berbasis pada

𝑁𝑆𝑃𝑇 tanah.

Metode simplifikasi membandingkan antara nilai 𝐶𝑆𝑅 akibat beban siklik dan nilai

𝐶𝑅𝑅 yang dimiliki oleh tanah sebagai tahanan tanah terhadap likuifaksi.

𝐶𝑆𝑅 merupakan nilai perbandingan antara tegangan geser rata-rata yang

diakibatkan oleh gempa dengan tegangan vertikal efektif pada tiap lapisan.

Sedangkan 𝐶𝑅𝑅 merupakan nilai ketahanan suatu lapisan tanah terhadap tegangan

siklik.

Untuk mencari nilai 𝐶𝑆𝑅 dapat menggunakan rumus dari Seed dan Idriss (1971)

sebagai berikut:

42

𝐶𝑆𝑅 = (𝜏𝑎𝑣𝑔

𝜎′𝑣𝑜) = 0,65 (

𝑎𝑚𝑎𝑥

𝑔) (

𝜎𝑣𝑜

𝜎′𝑣𝑜) 𝑟𝑑 ..................................................... 2. 45

𝑟𝑑 = 1,0 – 0,00765𝑧 𝑓𝑜𝑟 𝑧 ≤ 9,15 𝑚 ................................................. 2. 46

𝑟𝑑 = 1,174 – 0,0267𝑧 𝑓𝑜𝑟 9,15 ≤ 𝑧 ≤ 23 𝑚 .................................... 2. 47

𝑟𝑑 = 0,744 – 0,008𝑧 𝑓𝑜𝑟 23 ≤ 𝑧 ≤ 30 𝑚 ........................................ 2. 48

𝑟𝑑 = 0,5 𝑓𝑜𝑟 𝑧 > 30 𝑚 ........................................................................ 2. 49

Dimana:

𝑎𝑚𝑎𝑥 = percepatan horizontal di permukaan tanah akibat gempa bumi

𝑔 = percepatan gravitasi

𝑣𝑜 = tekanan overburden vertikal total

′𝑣𝑜 = tekanan overburden vertikal efektif

𝑟𝑑 = koefisien pengurangan stress

𝑧 = kedalaman

Berdasarkan Seed dan Idriss (1971) dan Seed et al (1985), untuk gempa dengan

magnitude Mw 7,5 nilai 𝐶𝑅𝑅 dapat dicari dengan menggunakan kurva hubungan

antara 𝐶𝑆𝑅 dan 𝑁’ untuk beberapa derajat kelolosan (fine content) yang diberikan

pada Gambar 2. 16. Adapun dalam kurva tersebut, derajat kelolosan yang diberikan

adalah 5%, 15% dan lebih besar dari 35% dengan magnitude gempa 𝑀𝑤 7,5 shingga

hasil yang diperoleh merupakan 𝐶𝑅𝑅7,5

43

Gambar 2. 16 Kurva simplifikasi 𝐶𝑅𝑅 untuk gempa magnitude 𝑀𝑤 7,5 dengan

data 𝑆𝑃𝑇 dan beberapa derajat kelolosan yang diberikan (Youd Idriss, 2001)

Dalam melakukan pendekatan terhadap kurva pada Gambar 2. 16 di atas, Youd dan

Idriss (2001) menggunakan persamaan sebagai berikut:

𝐶𝑅𝑅7.5 = 𝜏1

𝜎′𝑣𝑜=

𝑎+𝑐𝑥+𝑒𝑥2+𝑔3

1+𝑏𝑥+𝑑𝑥2+𝑓𝑥3+ℎ𝑥4 ........................................................ 2. 50

Dimana:

𝐶𝑅𝑅7.5 = 𝐶𝑅𝑅 untuk gempa dengan magnitude 𝑀𝑤 7,5

1 = tegangan geser yang terjadi pada bidang horisontal

′𝑣𝑜 = tegangan vertikal efektif

𝑥 = 𝑁60

𝑎 = 0,0480

44

𝑏 = -0,1248

𝑐 = -0,004721

𝑑 = 0,009578

𝑒 = 0,0006136

𝑓 = -0,0003285

𝑔 = -1,673E-0,5

ℎ = 3,714E-0,6

Persamaan 2. 50 di atas hanya berlaku untuk nilai 𝑁60 kurang dari 30. Untuk 𝑁60

yang bernilai lebih dari 30, maka 𝐶𝑅𝑅7,5 akan bernilai 1,2. Sedangkan untuk tanah

dengan derajat kelolosan kurang dari 5%, Youd dan Idriss (2001) merumuskan

perhitungan 𝐶𝑅𝑅7,5 sebagai berikut:

𝐶𝑅𝑅7.5 = 1

34−𝑥+

𝑥

135+

50

(10𝑥+45)2 − 1

200 ................................................. 2. 51

Dimana:

𝐶𝑅𝑅7.5 = 𝐶𝑅𝑅 untuk gempa dengan magnitude 𝑀𝑤 7,5

𝑥 = 𝑁60

Sedangkan untuk menghitung 𝑁60, digunakan rumus Robertson dan Wride (1997)

pada Persamaan 2. 34

Untuk menghitung nilai 𝐶𝑅𝑅 dengan magnitude gempa selain 𝑀𝑤 7,5 dapat

menggunakan persamaan Youd dan Idriss (2001) sebagai berikut:

𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤 = 𝐶𝑅𝑅7,5 ∗ 𝑀𝑆𝐹 ∗ 𝐾𝜎 ∗ 𝐾𝑎 ......................................................... 2. 52

45

Dimana:

𝐶𝑅𝑅𝑀𝑤 = CRR untuk gempa dengan magnitude 𝑀𝑤 (𝑀𝑤 ≠ 7,5)

𝑀𝑆𝐹 = magnitude scale factor

𝐾 = faktor koreksi untuk tegangan efektif tanah

𝐾𝑎 = faktor koreksi untuk kemiringan lereng

Variabel 𝐾 dan 𝐾𝑎 dalam perhitungan biasanya hanya dilakukan dalam kasus-

kasus tertentu saja. Dalam penelitian ini, 𝐾 dan 𝐾𝑎 bernilai 1. Sedangkan besarnya

𝑀𝑆𝐹 untuk gempa batas bawah (𝑀𝑤 < 7,5) dan gempa batas bawah (𝑀𝑤 > 7,5)

berturut-turut ditunjukkan dengan persamaan berikut ini:

𝑀𝑆𝐹 = 102,24

𝑀𝑤2,56 untuk 𝑀𝑤 < 7,5 ................................................... 2. 53

𝑀𝑆𝐹 = (𝑀𝑤

7,5)

−2,56

untuk 𝑀𝑤 > 7,5 ................................................... 2. 54

Setelah diperoleh nilai 𝐶𝑆𝑅 dan 𝐶𝑅𝑅, selanjutnya dilakukan perbandingan antara

nilai 𝐶𝑆𝑅 dan 𝐶𝑅𝑅 untuk memperoleh nilai safety factor (𝑆𝐹).

Apabila nilai 𝑆𝐹 < 1, maka tanah memiliki potensi terlikuifaksi. Sebaliknya, bila

nilai 𝑆𝐹 > 1, maka tanah tidak memiliki potensi likuifaksi.

46

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Uraian Umum

Penelitian ini merupakan penelitian teoritis dari data-data sekunder yang sudah ada.

Analisis potensi likuifaksi menggunakan metode simplifikasi berdasarkan rumus

Seed Idriss (1971). Penelitian ini menggunakan data uji 𝑁𝑆𝑃𝑇 dan data rekam gempa

yang terjadi sejak tahun 1900-2014. Data uji 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang digunakan merupakan data

𝑁𝑆𝑃𝑇 untuk wilayah Kota Surakarta dan sekitarnya. Data ini diperoleh dari

Laboratorium Mekanika Tanah, Fakutas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta. Sedangkan data rekam gempa yang digunakan merupakan rekam gempa

pada radius maksimal 300 km dari titik tinjau. Data rekam gempa diperoleh dari

http://earthquake.usgs.gov.

3.2. Pengumpulan Data Sekunder

3.2.1. Data SPT di Kota Surakarta dan Sekitarnya

Penelitian ini menggunakan data 𝑁𝑆𝑃𝑇 yang berasal dari hasil uji bor dalam di Kota

Surakarta dan sekitarnya. Data ini diperoleh dari Laboratorium Mekanika Tanah

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Sebaran titik deep boring dalam data ini tersebar dalam beberapa wilayah yang

ditunjukkan oleh Tabel 3. 1 dan Tabel 3. 2 serta pada Gambar 3. 1

47

Tabel 3. 1 Sebaran titik bor dalam di Kota Surakarta dan sekitarnya

No. Bore Log Lat

(...° S)

Long

(...° E)

1 B1 - Jl. Adisucipto 60, Surakarta (BH 1) 7.555 110.803

2 B2 - Jl. Adisucipto 60, Surakarta (BH 2) 7.555 110.802

3 B3 - MTA mangkunegaran (BH 1) 7.567 110.817

4 B4 - MTA mangkunegaran (BH 2) 7.566 110.817

5 B5 - Jln slamet riyadi 437 , Purwosari (BH 3) 7.567 110.815

6 B6 - Jln slamet riyadi 437 , Purwosari (BH 1) 7.568 110.815

7 B7 - Gedung TTC telkomsel, Purwosari (BH 1) 7.563 110.796

8 B8 - Gedung TTC telkomsel, Purwosari (BH 2) 7.563 110.796

9 B9 - Gedung TTC telkomsel, Purwosari (BH 3) 7.563 110.796

10 B10 - Gedung TTC telkomsel, Purwosari (BH 4) 7.563 110.796

11 B11 - Kanggotan Residence, purwodiningratan (BH 1) 7.566 110.835

12 B12 - Kanggotan Residence, purwodiningratan (BH2) 7.566 110.835

13 B13 - Hotel Vanda, Jl. Slamet Riyadi Surakarta (BH 1) 7.566 110.819

14 B14 - Hotel Vanda, Jl. Slamet Riyadi Surakarta (BH 2) 7.566 110.819

15 B15 - Hotel Acacia, Jajar 7.553 110.787

16 B16 - Hotel Asia Mangkunegaran (BH 1) 7.560 110.836

17 B17 - Hotel Asia Mangkunegaran (BH 2) 7.560 110.836

18 B18 - Ratu luwes pasar legi (BH 1) 7.561 110.824

19 B19 - Ratu luwes pasar legi (BH 2) 7.561 110.824

20 B20 - Asrama Mahasiswa UNS, Ngoresan 7.555 110.866

21 B21 - Jl. Yosodipuro 62 Surakarta 7.563 110.814

22 B22 - Grand Solo Hotel, Jl. Slamet Riyadi (BH 1) 7.569 110.816

23 B23 - Grand Solo Hotel, Jl. Slamet Riyadi (BH 2) 7.569 110.817

24 B24 - Hotel The Palma, Jl. Urip Sumoharjo, Surakarta 7.565 110.834

25 B25 - Pusdiklat UNS 7.563 110.856

26 B26 - Hotel Timuran (BH 1) 7.566 110.818

27 B27 - Hotel Timuran (BH 2) 7.564 110.819

28 B28 - Ciputra Sun Mall, Banjarsari 7.542 110.813

29 B29 - Isi Mojosongo (BH 1) 7.544 110.861

30 B30 - Isi Mojosongo (BH 2) 7.544 110.860

31 B31 - Isi Mojosongo (BH 3) 7.545 110.860

32 B32 - RS dr. Oen (BH 1) 7.555 110.838

33 B33 - RS dr. Oen (BH 2) 7.555 110.838

34 B34 - RS dr. Oen (BH 3) 7.555 110.838

35 B35 - Gedung LPPKS Indonesia, Mojosongo 7.517 110.513

36 B36 - Toserba luwes pasar legi (BH 1) 7.560 110.824

37 B37 - Toserba luwes pasar legi (BH 2) 7.561 110.824

48

Tabel 3. 2 Sebaran titik bor dalam di Kota Surakarta dan sekitarnya (lanjutan)

Sumber: Laboratorium Mekanika Tanah UNS, 2014

3.2.2. Data Rekam Gempa

Sebelum melakukan analisis potensi likuifaksi, terlebih dahulu harus diketahui

besarnya percepatan maksimum di permukaan tanah. Nilai percepatan maksimum

di permukaan tanah dihitung dengan mengalikan percepatan tanah di batuan dasar

No. Bore Log Lat

(...° S)

Long

(...° E)

38 B38 - SMA Warga 7.560 110.832

39 B39 - Gereja El Shaddai (BH 1) 7.703 110.835

40 B40 - Gereja El Shaddai (BH 2) 7.704 110.834

41 B41 - Perluasan Prodia, Jl. Ronggowarsito Surakarta (BH 1) 7.568 110.826

42 B42 - Perluasan Prodia, Jl. Ronggowarsito Surakarta (BH 2) 7.568 110.826

43 B43 - Pusat Bisnis UNS, Purwosari 7.562 110.793

44 B44 - Eks Rumah Makan Sari, Purwosari (BH 1) 7.561 110.804

45 B45 - Eks Rumah Makan Sari, Purwosari (BH 2) 7.561 110.804

46 B46 - RSU Dr Moewardi 7.558 110.842

47 B47 - Rs. Kasih Ibu, Laweyan, Surakarta (BH 1) 7.563 110.802

48 B48 - Rs. Kasih Ibu, Laweyan, Surakarta (BH 2) 7.563 110.802

49 B49 - Jl. Brigjen Slamet Riyadi 297 Surakarta (BH 1) 7.568 110.815

50 B50 - Jl. Brigjen Slamet Riyadi 297 Surakarta (BH 2) 7.569 110.815

51 B51 - Jl. Veteran No. 154, Kratonan, Serengan, Surakarta 7.577 110.820

52 B52 - Rs. Orthopedi Pabelan Kartasura (BH 1) 7.556 110.775

53 B53 - Rs. Orthopedi Pabelan Kartasura (BH 2) 7.556 110.774

54 B54 - Rs Pendidikan UNS (BH 1) 7.559 110.774

55 B55 - Rs Pendidikan UNS (BH 2) 7.559 110.774

56 B56 - Rs Pendidikan UNS (BH 3) 7.559 110.773

57 B57 - Rs Pendidikan UNS (BH 4) 7.560 110.774

58 B58 - Rs Pendidikan UNS (BH 5) 7.560 110.774

59 B59 - Hotel Tosan, Solo Baru, Sukoharjo (BH 1) 7.621 110.821

60 B60 - Hotel Tosan, Solo Baru, Sukoharjo (BH 2) 7.621 110.821

61 B61 - The Brothers Hotel, Solo Baru, Sukoharjo 7.621 110.821

62 B62 - Luwes Gentan, Songgolangit, Sukoharjo (BH 1) 7.578 110.783

63 B63 - Luwes Gentan, Songgolangit, Sukoharjo (BH 2) 7.578 110.783

64 B64 - Hotel Solo Baru, Sukoharjo (BH 1) 7.552 110.795

65 B65 - Hotel Solo Baru, Sukoharjo (BH 2) 7.552 110.629

66 B66 - Hotel Solo Baru, Sukoharjo (BH 3) 7.552 110.795

49

(𝑃𝐺𝐴) yang diperoleh dari Fungsi Atenuasi, dengan faktor amplifikasi 𝐹𝑃𝐺𝐴.

Penelitian ini menggunakan Fungsi Atenuasi dikarenakan lokasi penelitian tidak

memiliki data rekam gempa. Sehingga untuk memperkirakan besarnya percepatan

gempa yang terjadi, harus melakukan pendekatan, salah satunya dengan

menggunakan Fungsi Atenuasi.

Analisis Fungsi Atenuasi membutuhkan data rekam gempa yang pernah terjadi di

sekitar titik tinjau. Gambar 3. 1 merupakan gambaran cara pengambilan data yang

dilakukan dari situs http://earthquake.usgs.gov.

Gambar 3. 1 Proses pengambilan data rekam gempa dari situs USGS

http://earthquake.usgs.gov/earthquake/search

50

Berikut adalah input dalam pengambilan data rekam gempa dari situs USGS.

Rentang waktu : 01/01/1900 s/d 01/07/2014

Kekuatan gempa : 5,0 – 9,0 SR

Kedalaman gempa : 0 – 500 km

Titik tinjau : 7° 33’ 11” S dan 110° 48’ 20” E

Outside radius : 300 km

Sedangkan Gambar 3. 2 dan Gambar 3. 3 adalah output dari data yang diperoleh.

Gambar 3. 2 Output data rekam gempa

http://earthquake.usgs.gov/earthquake/map

Pengambilan data rekam gempa dilakukan pada radius 300 km dari Balai Kota

Surakarta yang berada pada koordinat 7° 33’ 11” LS dan 110° 48’ 20” BT. Data

gempa yang diambil pada penelitian ini adalah gempa dengan 𝑀𝑤 > 5,5. Gambar

3.3 merupakan gambaran area pengambilan data rekam gempa dari USGS.

R = 300 km

Lat = 110° 48’ 20” E

Long = 7° 33’ 11” S

51

Gambar 3. 3 Output data rekam gempa dalam bentuk file google earth

52

Di dalam penelitian ini, data gempa yang dipakai untuk mekanisme gempa

subduction adalah gempa dengan kedalaman ≤ 500 km. Sedangkan untuk gempa

mekanisme sesar, hanya gempa dengan kedalaman ≤ 80 km saja yang dipakai.

Adapun data gempa yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3. 3 dan Tabel 3. 4.

Tabel 3. 3 Data rekam gempa tahun 1926-2014

No. Date Sense Mechanism MW Depth

(km)

Lat

(...° S)

Long

(...° E) Reference

1 23-Jul-43 Subduction-interface 7.6 65.00 8.546 109.760 USGS

2 11-Sep-16 Subduction-interslab 7.1 100.00 9.000 113.000 USGS

3 27-Sep-37 Subduction-interslab 7.0 35.00 9.027 110.802 USGS

4 10-Sep-26 Subduction-interslab 7.0 35.00 9.152 110.701 USGS

5 19-Jun-50 Subduction-interslab 6.6 0.00 6.250 112.000 USGS

6 14-Sep-44 Subduction-interslab 6.6 0.00 8.500 108.500 USGS

7 27-Mei-06 Strike-slip 6.3 19.70 7.960 110.340 USGS

8 07-Sep-09 Subduction-interslab 6.2 23.00 10.198 110.628 USGS

9 25-Jan-14 Subduction-interslab 6.1 66.00 7.986 109.265 USGS

10 16-Apr-80 Subduction-interslab 6.1 64.00 8.046 108.741 USGS

11 22-Sep-06 Subduction-interslab 6.0 25.00 9.090 110.390 USGS

12 09-Jun-92 Subduction-interslab 6.0 73.90 8.457 111.021 USGS

13 20-Nov-03 Subduction-interslab 5.9 18.50 10.050 111.100 USGS

14 20-Feb-67 Subduction-interslab 5.9 97.60 9.170 112.955 USGS

15 08-Jul-13 Subduction-interslab 5.8 77.30 8.753 113.057 USGS

16 19-Jan-07 Subduction-interslab 5.8 25.00 9.993 109.672 USGS

17 19-Jan-07 Subduction-interslab 5.8 25.00 9.993 109.672 USGS

18 08-Sep-03 Subduction-interslab 5.8 55.90 8.460 110.200 USGS

19 20-Jul-03 Subduction-interslab 5.8 54.20 8.710 111.140 USGS

20 14-Okt-01 Subduction-interslab 5.8 72.80 8.590 110.550 USGS

21 06-Jan-00 Subduction-interslab 5.8 33.00 9.195 109.592 USGS

22 14-Mar-81 Subduction-interslab 5.8 56.80 8.775 110.386 USGS

23 17-Mei-11 Subduction-interslab 5.7 28.00 9.203 112.585 USGS

24 18-Jul-06 Subduction-interslab 5.7 20.00 9.301 108.753 USGS

25 06-Mei-95 Subduction-interslab 5.7 77.70 8.739 111.049 USGS

26 04-Apr-88 Subduction-interslab 5.7 40.90 9.398 112.787 USGS

27 09-Jul-85 Subduction-interslab 5.7 58.90 8.503 110.306 USGS

28 14-Des-81 Subduction-interslab 5.7 82.60 9.348 111.761 USGS

53

Tabel 3. 4 Data rekam gempa tahun 1926-2014 (lanjutan)

No. Date Sense Mechanism MW Depth Lat

(...°)

Long

(...°) Reference

29 16-Apr-80 Subduction-interslab 5.7 77.30 8.087 108.714 USGS

30 02-Jan-77 Subduction-interslab 5.7 110.00 7.928 108.909 USGS

31 27-Okt-75 Subduction-interslab 5.7 70.00 9.357 110.827 USGS

32 01-Mar-64 Subduction-interslab 5.7 126.80 8.562 112.652 USGS

33 26-Apr-11 Subduction-interslab 5.6 95.40 8.081 108.477 USGS

34 21-Des-10 Subduction-interslab 5.6 54.60 8.700 111.197 USGS

35 18-Jul-06 Subduction-interslab 5.6 13.50 9.355 108.779 USGS

36 26-Sep-96 Subduction-interslab 5.6 33.00 9.295 108.725 USGS

37 21-Mei-90 Subduction-interslab 5.6 27.50 8.137 109.043 USGS

38 01-Nov-89 Subduction-interslab 5.6 33.00 9.306 112.050 USGS

39 01-Nov-89 Subduction-interslab 5.6 33.00 9.219 111.962 USGS

40 12-Sep-89 Subduction-interslab 5.6 33.00 9.017 110.503 USGS

41 14-Agu-83 Subduction-interslab 5.6 59.60 8.663 111.146 USGS

42 16-Apr-83 Subduction-interslab 5.6 35.50 10.188 110.804 USGS

43 25-Des-80 Subduction-interslab 5.6 63.00 8.955 112.041 USGS

44 07-Agu-79 Subduction-interslab 5.6 69.00 8.714 108.856 USGS

45 15-Feb-76 Subduction-interslab 5.6 102.00 8.103 108.623 USGS

46 21-Nov-92 Subduction-interslab 5.5 47.90 8.643 110.423 USGS

47 12-Sep-89 Subduction-interslab 5.5 48.30 9.011 110.521 USGS

48 18-Nov-87 Subduction-interslab 5.5 65.50 8.094 108.793 USGS

49 03-Mei-84 Subduction-interslab 5.5 85.60 8.569 111.338 USGS

50 10-Jan-76 Subduction-interslab 5.5 79.10 7.843 108.155 USGS

51 26-Agu-90 Subduction-interslab 5.5 33.00 9.152 110.765 USGS

Sumber: http://earthquake.usgs.gov

3.3. Alur Penelitian

Analisis potensi likuifaksi dilakukan untuk mengetahui apakah suatu wilayah

memiliki potensi fenomena likuifaksi saat terjadi gempa bumi. Analisis dalam

penelitian ini berbasis pada data 𝑁𝑆𝑃𝑇. Sebelum dilakukan analisis potensi

likuifaksi, terlebih dahulu dilakukan analisis Fungsi Atenuasi sebagai pendekatan

pencarian nilai percepatan tanah dasar. Apabila dalam penelitian ini ditemukan

54

adanya potensi likuifaksi di Kota Surakarta, maka akan dilakukan pemetaan di

wilayah mana saja yang memiliki potensi terjadinya likuifaksi. Langkah-langkah

pengerjaan penelitian ini daapat dilihat pada Gambar 3. 4.

Gambar 3. 4 Alur penelitian

STUDI LITERATUR

PENGUMPULAN DATA

Bore log

(koordinat, 𝑁𝑆𝑃𝑇 , deposit)

Data rekam gempa

(episenter, lokasi, magnitude)

INTERPRETASI DATA

Penentuan karakteristik tanah

(b, sat)

Menghitung nilai percepatan gempa di

batuan dasar dengan fungsi atenuasi

Menghitung nilai percepatan gempa di

permukaan tanah

Menghitung 𝐶𝑆𝑅, 𝐶𝑅𝑅 dan 𝑆𝐹

ANALISIS DATA

MULAI

𝑆𝐹 > 1

No liquefaction

Tidak

Ya

KESIMPULAN DAN SARAN

DESK STUDY LITERATUR

SELESAI

Plotting peta potensi

likuifaksi

55

3.3.1. Analisis Karakteristik Tanah

Dari bore log data pengujian bor dalam, akan dibuat stratifikasi jenis tanah.

Stratifikasi jenis tanah dibuat berdasarkan data bore log yang diperoleh dari

Laboratorium Mekanika Tanah UNS. Selanjutnya, dari stratifikasi jenis tanah, akan

dicari nilai berat volume untuk masing-masing jenis tanah.

Berat volume diperoleh dengan cara mengkorelasikan jenis tanah pada titik tinjau

dengan jenis tanah berdasarkan NAFAC 7.01 pada Tabel 2. 9. Selain itu, nilai berat

volume tanah juga diperoleh dengan cara mengkorelasikannya dengan hasil 𝑁𝑆𝑃𝑇,

berdasarkan pada Tabel 2. 10 dan Tabel 2. 11. Setelah diperoleh nilai berat volume

dari masing-masing korelasi, selanjutnya akan dicari nilai berat volume rata-rata

dari dua korelasi tersebut. Nilai berat volume inilah yang nantinya akan digunakan

dalam analisis. Dalam penelitian ini, contoh perhitungan akan dilakukan dengan

menggunakan data bore log pada titik B26. Hasil perhitungan yang lain, akan

diberikan dalam halaman lampiran.

3.3.2. Analisis Percepatan Gempa di Permukaan

Ada berbagai cara yang dapat digunakan untuk memperoleh nilai percepatan

puncak gempa di permukaan tanah. Dalam penelitian ini, nilai percepatan puncak

gempa di permukaan tanah dicari dengan cara mengalikan nilai 𝑃𝐺𝐴 untuk kala

ulang 500 tahun dan 2500 tahun dengan 𝐹𝑃𝐺𝐴 dari Tabel 2. 7 dengan cara interpolasi

linier. Besarnya nilai 𝐹𝑃𝐺𝐴 ini tergantung dari klasifikasi jenis tanah yang ditinjau.

Dalam penelitian ini, klasifikasi tanah dilakukan dengan menggunakan parameter

nilai gelombang geser rata-rata (�̅�𝑺) dan 𝑁𝑆𝑃𝑇 rata-rata (�̅�).

56

Telah disebutkan sebelumnya bahwa dalam melakukan analisis Fungsi Atenuasi,

harus memperhatikan mekanisme gempa yang terjadi, jarak episenter serta kondisi

tanah lokal. Melihat dari data rekam gempa yang digunakan dalam penelitian ini,

maka Fungsi Atenuasi yang dipakai adalah Fungsi Atenuasi dari Boore et al. (1997)

pada Persamaan 2. 18, untuk mekanisme gempa strike-slipe dan Fungsi Atenuasi

Youngs et al. (1997) pada Persamaan 2. 32 untuk mekanisme gempa subduction.

Sedangkan nilai gelombang geser rata-rata 𝑉𝑠 yang digunakan dalam penelitian ini

diambil dari nilai rata-rata hasil perhitungan 𝑉𝑠 pada Persamaan 2. 22 dan 2. 23.

sedangkan perhitungan jarak episenter akan digunakan Persamaan 2. 9.

Pendekatan percepatan gempa di batuan dasar di Kota Surakarta dilakukan dengan

cara membagi secara acak titik tinjauan. Dalam penelitian ini, Kota Surakarta akan

dibagi acak dalam tujuh titik, seperti yang terlihat pada Gambar 3. 5 dengan

koordinat yang disajikan pada Tabel 3. 5. Pada masing-masing titik akan dicari nilai

𝑃𝐺𝐴 sebagai pendekatan

Tabel 3. 5 Koordinat titik tinjau PGA di Kota Surakarta

No. Lat

(...°S)

Lat

(DMS)

Long

(...°E)

Long

(DMS)

1 7.537 7° 32' 12.84" 110.805 110° 48' 16.43"

2 7.537 7° 32' 11.85" 110.842 110° 50' 31.08"

3 7.553 7° 33' 12.09" 110.782 110° 46' 53.48"

4 7.571 7° 34' 15.43" 110.803 110° 48' 12.27"

5 7.568 7° 34' 05.54" 110.857 110° 51' 23.72"

6 7.590 7° 35' 24.89" 110.830 110° 49' 48.33"

7 7.558 7° 33' 27.73" 110.829 110° 49' 44.16"

57

Gambar 3. 5 Sebaran acak titik tinjau 𝑃𝐺𝐴 di Kota Surakarta

Setelah diperoleh nilai 𝑃𝐺𝐴 di titik-titik tersebut, selanjutnya akan dicari nilai 𝑃𝐺𝐴

untuk kala ulang tertentu. Pada penelitian ini memakai kala ulang 500 tahun dan

2500 tahun dengan Metode Gumbel. Untuk lebih jelasnya, contoh analisis untuk

lapisan pertama pada titik B26 dilakukan dengan cara sebagai berikut:

𝑉𝑠1 = 85,3 ∗ 𝑁0,341

𝑉𝑠2 = 85,3 ∗ 140,341

𝑉𝑠2 = 222,155 mt/dt

𝑉𝑠2 = 350 ∗ 𝑁0,314

𝑉𝑠1 = 350 ∗ 140,314

𝑉𝑠1 = 209,787 m/dt

�̅�𝑠 =(222,155 + 209,787)

2= 215,971 m/dt

58

Tabel 3. 6 Stratifikasi shear wave velocity pada B26

No. 𝑵𝑺𝑷𝑻 Thickness

(𝒅𝒊)

Shear Vave Velocity 𝒅𝒊

�̅�𝒔𝒊

Imai &

Tonouchi

Ohta

& Gohto

�̅�𝒔

(m/dt)

1 14 2.0 222.155 209.787 215.971 0.009

2 8 1.5 186.355 173.342 179.848 0.008

3 22 1.5 256.031 244.746 250.388 0.006

4 6 1.5 170.259 157.144 163.702 0.009

5 7 1.5 178.703 165.626 172.164 0.009

6 3 1.5 136.958 124.064 130.511 0.011

7 7 1.5 178.703 165.626 172.164 0.009

8 14 1.5 222.155 209.787 215.971 0.007

9 21 1.5 252.318 240.894 246.606 0.006

10 19 1.5 244.512 232.811 238.662 0.006

11 16 1.5 231.668 219.560 225.614 0.007

12 29 1.5 279.232 268.922 274.077 0.005

13 19 1.5 244.512 232.811 238.662 0.006

14 30 1.5 282.220 272.049 277.135 0.005

15 39 1.5 306.455 297.510 301.982 0.005

16 50 1.5 331.321 323.816 327.568 0.005

Setelah diperoleh nilai 𝑉𝑠 dari masing-masing lapisan tanah, kemudian akan dicari

nilai �̅�𝑠 pada titik B26 dengan menggunakan Persamaan 2. 21 dengan cara sebagai

berikut:

�̅�𝑠 = ∑ 𝑑𝑖

𝑛𝑖=1

∑𝑑𝑖

�̅�𝑠𝑖

=24,50

0.114= 214.25 m/dt

Setelah diperoleh nilai �̅�𝑠, analisis selanjutnya adalah mencari nilai 𝑃𝐺𝐴 dengan

menggunakan Fungsi Atenuasi. Dalam analisis ini, nilai 𝑉𝑠 yang disarankan untuk

klasifikasi jenis tanah sedang adalah 250 m/dt (Tabel 2. 3). Maka nilai 𝑉𝑠 yang

digunakan adalah sebesar 250 m/dt. Untuk lebih jelasnya, contoh analisis dilakukan

dengan cara berikut ini.

59

1. Perhitungan 𝑃𝐺𝐴 titik tinjau pertama dengan data rekam gempa ke tujuh

(strike-slip)

𝐻 = 19,70 km (kedalaman focus gempa)

𝑀𝑤 = 6,3 SR (magnitude gempa)

𝐿𝑎𝑡1 = 7,960° (Latitude data rekam gempa)

𝐿𝑜𝑛𝑔1 = 110,340° (Longitude data rekam gempa)

𝐿𝑎𝑡2 = 7,537° (Latitude titik tinjau)

𝐿𝑜𝑛𝑔2 = 110,805° (Longitude titik tinjau)

a. Jarak episenter

𝑟 = cos−1(sin(𝑙𝑎𝑡 1) × sin(𝑙𝑎𝑡 2) + cos(𝑙𝑎𝑡 1) × cos(𝑙𝑎𝑡 2) ×

cos(𝑙𝑜𝑛𝑔 2 − 𝑙𝑜𝑛𝑔 1)) × 𝑅

𝑟 = cos−1(sin(7,960) × sin(7,537) + cos(7,960) × cos(7,537) ×

cos(110,805° − 110,340°)) × 6.378,1

𝑟 = cos−1(0,9999) × 6.378,1

𝑟 = 69,60 km

b. Jarak hiposenter

𝑟 = √𝐷2 + 𝐻2

𝑟 = √69,602 + 19,702

𝑟 = 72,33 km

60

c. PGA

𝑙𝑛 𝑌 = −0.313 + 0,527(𝑀 − 6) − 0,778 𝑙𝑛 𝑟 − 0,371 𝑙𝑛𝑉𝑠

1396

𝑙𝑛 𝑌 = −0.313 + 0,527(6,3 − 6) − 0,778 𝑙𝑛 72,33 − 0,371 𝑙𝑛250

1396

𝑙𝑛 𝑌 = −2,8477

𝑌 𝑌 = 0,0580 gal

2. Perhitungan PGA titik tinjau pertama dengan data rekam gempa pertama

(subduction-interface)

𝐻 = 65,00 km (kedalaman focus gempa)

𝑀𝑤 = 7,6 SR (magnitude gempa)

𝐿𝑎𝑡1 = 8,546° (Latitude data rekam gempa)

𝐿𝑜𝑛𝑔1 = 109,760° (Longitude data rekam gempa)

𝐿𝑎𝑡2 = 7,537° (Latitude titik tinjau)

𝐿𝑜𝑛𝑔2 = 110,805° (Longitude titik tinjau)

a. Jarak episenter

𝑟 = cos−1(sin(𝑙𝑎𝑡 1) × sin(𝑙𝑎𝑡 2) + cos(𝑙𝑎𝑡 1) × cos(𝑙𝑎𝑡 2) ×

cos(𝑙𝑜𝑛𝑔 2 − 𝑙𝑜𝑛𝑔 1)) × 𝑅

= cos−1(sin(8,546) × sin(7,537) + cos(8,546) × cos(7,537) ×

cos(110,805° − 109,760°)) × 6.378,1

= cos−1(0,9997) × 6.378,1

= 173,49 km

61

b. Jarak hiposenter

𝑟 = √𝐷2 + 𝐻2

𝑟 = √173,492 + 65,002

𝑟 = 160,86 km

c. 𝑃𝐺𝐴

𝑙𝑛 𝑌 = −0,6687 + 1,438 𝑀 − 2.329 𝑙𝑛(𝑅 + 1,097𝑒0,617𝑀) +

0,00648𝐻 + 0,3643𝑍𝑇

𝑙𝑛 𝑌 = −0,6687 + (1,438 × 7,6) − 2.329 𝑙𝑛(160,86 +

1,097𝑒(0,617×7,6)) + (0,00648 × 65,00) + (0,3643 × 0)

𝑙𝑛 𝑌 = −2,5463

𝑌 𝑖 = 0,0784 gal

Selanjutnya akan dicari nilai 𝑃𝐺𝐴 rata-rata dan 𝑃𝐺𝐴 maksimum untuk analisis

pendekatan risiko gempa kala ulang 500 tahun dan 2500 tahun. Perbedaan nilai

𝑃𝐺𝐴 yang digunakan dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar perbedaan

yang diperoleh. Pendekatan ini dianalisis dengan Metode Gumbel dengan

menggunakan Persamaan 2. 4 sampai Persamaan 2. 8.

Pada Tabel 3. 7 dan Tabel 3. 8 terdapat tujuh kolom. Kolom [b] merupakan nomor

urut kejadian dari data yang dipakai. Kolom [c] berisi nilai 𝑃𝐺𝐴, diurutkan dari

nilai 𝑃𝐺𝐴 terendah hingga tertinggi. Kolom [d] berisi hasil analisis dengan

persamaan 2.7. Kolom [e] adalah hasil kuadrat kolom [c]. Kolom [f] berisi hasil

kuadrat kolom [d]. Sedangkan kolom [g] berisi hasil perkalian kolom [c] dan kolom

[d].

62

Tabel 3. 7 Hasil perhitungan regresi linier Metode Gumbel dengan (𝑃𝐺𝐴)̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅

No. j 𝑃𝐺𝐴̅̅ ̅̅ ̅̅

(Xj) Yj Xj

2 Yj2 XjYj

[a] [b] [c] [d] [e] [f] [g]

1 1 0.0033 1.3740 0.000011 1.8880 0.0045

2 2 0.0037 1.1811 0.000014 1.3951 0.0044

3 3 0.0040 1.0482 0.000016 1.0988 0.0042

4 4 0.0040 0.9419 0.000016 0.8872 0.0038

5 5 0.0043 0.8509 0.000018 0.7241 0.0037

6 6 0.0045 0.7699 0.000020 0.5927 0.0035

7 7 0.0046 0.6958 0.000022 0.4842 0.0032

8 8 0.0046 0.6269 0.000022 0.3930 0.0029

9 9 0.0052 0.5619 0.000027 0.3157 0.0029

10 10 0.0058 0.5000 0.000034 0.2500 0.0029

11 11 0.0060 0.4404 0.000036 0.1940 0.0027

12 12 0.0064 0.3828 0.000041 0.1465 0.0024

13 13 0.0065 0.3266 0.000042 0.1067 0.0021

14 14 0.0065 0.2717 0.000042 0.0738 0.0018

15 15 0.0068 0.2177 0.000046 0.0474 0.0015

16 16 0.0070 0.1644 0.000048 0.0270 0.0011

17 17 0.0074 0.1116 0.000054 0.0124 0.0008

18 18 0.0077 0.0591 0.000059 0.0035 0.0005

19 19 0.0078 0.0068 0.000061 0.0000 0.0001

20 20 0.0078 -0.0455 0.000061 0.0021 -0.0004

21 21 0.0082 -0.0979 0.000067 0.0096 -0.0008

22 22 0.0084 -0.1506 0.000071 0.0227 -0.0013

23 23 0.0091 -0.2036 0.000083 0.0415 -0.0019

24 24 0.0094 -0.2572 0.000088 0.0662 -0.0024

25 25 0.0094 -0.3115 0.000089 0.0970 -0.0029

26 26 0.0103 -0.3665 0.000107 0.1343 -0.0038

27 27 0.0111 -0.4225 0.000122 0.1785 -0.0047

28 28 0.0111 -0.4796 0.000122 0.2300 -0.0053

29 29 0.0114 -0.5379 0.000130 0.2894 -0.0061

30 30 0.0120 -0.5978 0.000144 0.3573 -0.0072

31 31 0.0123 -0.6592 0.000152 0.4346 -0.0081

32 32 0.0131 -0.7226 0.000172 0.5221 -0.0095

33 33 0.0164 -0.7880 0.000270 0.6210 -0.0129

34 34 0.0176 -0.8559 0.000309 0.7326 -0.0150

35 35 0.0183 -0.9266 0.000336 0.8586 -0.0170

36 36 0.0187 -1.0004 0.000349 1.0008 -0.0187

37 37 0.0201 -1.0779 0.000405 1.1618 -0.0217

38 38 0.0210 -1.1595 0.000443 1.3443 -0.0244

39 39 0.0214 -1.2459 0.000458 1.5523 -0.0267

40 40 0.0215 -1.3380 0.000460 1.7903 -0.0287

41 41 0.0232 -1.4369 0.000539 2.0646 -0.0334

42 42 0.0237 -1.5438 0.000561 2.3832 -0.0366

43 43 0.0250 -1.6605 0.000625 2.7573 -0.0415

44 44 0.0272 -1.7894 0.000742 3.2021 -0.0487

45 45 0.0283 -1.9339 0.000798 3.7400 -0.0546

46 46 0.0347 -2.0988 0.001205 4.4050 -0.0729

47 47 0.0421 -2.2917 0.001770 5.2518 -0.0964

48 48 0.0501 -2.5252 0.002506 6.3766 -0.1264

49 49 0.0569 -2.8231 0.003237 7.9697 -0.1606

50 50 0.0582 -3.2386 0.003381 10.4882 -0.1883

51 51 0.0786 -3.9416 0.006179 15.5358 -0.3098

= 0.8427 -27.9963 0.026612 0.026612 -1.3398

63

Dari Tabel 3. 7 akan dihitung probabilitas risiko gempa sebagai berikut:

𝑁 = 51

𝐴 =∑ 𝑦𝑗 . ∑ 𝑥𝑗

2 − ∑ 𝑥𝑗 ∑(𝑥𝑗 . 𝑦𝑗)

𝑛 ∑ 𝑥𝑗2 − (∑ 𝑥𝑗)2

𝐴 =(−27,9963) × 0,0266 − 0,8427 × (−1,3398)

51 × 0,0266 − (0,8427)2

𝐴 = 0,5935

= eA

= e0,5935

= 1,8104

𝐵 =𝑛 ∑(𝑥𝑗 . 𝑦𝑗) − ∑ 𝑥𝑗. ∑ 𝑦𝑗

𝑛 ∑ 𝑥𝑗2 − (∑ 𝑥𝑗)2

𝐵 =51 × (−1,3398) − 0,8427 × (−27,9963)

51 × 0,0266 − (0,8427)2

𝐵 = −69,1423

= -B

= 69,1423

Untuk kala ulang T = 500 tahun

𝑎 =ln(𝑇. ∝)

𝛽

𝑎 =ln(500 × 1,8104)

69,1423

𝑎 = 0,0985 gal < 1,00 gal, maka diambil FPGA minimum = 1,6 (Tabel 2. 7)

64

amax = a x FPGA

= 0,0985 x 1,6

= 0,16 gal

Untuk kala ulang 𝑇 = 2500 tahun

𝑎 =ln(𝑇. ∝)

𝛽

𝑎 =ln(2500 × 1,8104)

69,1423

𝑎 = 0,1217 gal > 1,00 gal,

Dengan menggunakan cara interpolasi linier berdasarkan 𝐹𝑃𝐺𝐴 pada Tabel 2. 7,

maka diperoleh 𝐹𝑃𝐺𝐴 = 1,5565, sehingga:

amax = a x 𝐹𝑃𝐺𝐴

= 0,1217 x 1,5565

= 0,19 gal

65

Tabel 3. 8 Hasil perhitungan regresi linier Metode Gumbel dengan 𝑃𝐺𝐴𝑚𝑎𝑥

No. j PGAmax

(Xj) Yj Xj

2 Yj2 XjYj

[a] [b] [c] [d] [e] [f] [g]

1 1 0.0034 1.3740 0.000011 1.8880 0.0046

2 2 0.0038 1.1811 0.000014 1.3951 0.0045

3 3 0.0040 1.0482 0.000016 1.0988 0.0042

4 4 0.0041 0.9419 0.000017 0.8872 0.0038

5 5 0.0044 0.8509 0.000020 0.7241 0.0038

6 6 0.0046 0.7699 0.000021 0.5927 0.0036

7 7 0.0047 0.6958 0.000022 0.4842 0.0033

8 8 0.0047 0.6269 0.000022 0.3930 0.0030

9 9 0.0054 0.5619 0.000029 0.3157 0.0030

10 10 0.0060 0.5000 0.000036 0.2500 0.0030

11 11 0.0062 0.4404 0.000039 0.1940 0.0027

12 12 0.0065 0.3828 0.000043 0.1465 0.0025

13 13 0.0067 0.3266 0.000044 0.1067 0.0022

14 14 0.0067 0.2717 0.000045 0.0738 0.0018

15 15 0.0070 0.2177 0.000049 0.0474 0.0015

16 16 0.0072 0.1644 0.000051 0.0270 0.0012

17 17 0.0076 0.1116 0.000058 0.0124 0.0008

18 18 0.0080 0.0591 0.000064 0.0035 0.0005

19 19 0.0080 0.0068 0.000064 0.0000 0.0001

20 20 0.0080 -0.0455 0.000064 0.0021 -0.0004

21 21 0.0085 -0.0979 0.000072 0.0096 -0.0008

22 22 0.0086 -0.1506 0.000074 0.0227 -0.0013

23 23 0.0094 -0.2036 0.000088 0.0415 -0.0019

24 24 0.0097 -0.2572 0.000094 0.0662 -0.0025

25 25 0.0097 -0.3115 0.000095 0.0970 -0.0030

26 26 0.0106 -0.3665 0.000113 0.1343 -0.0039

27 27 0.0114 -0.4225 0.000130 0.1785 -0.0048

28 28 0.0114 -0.4796 0.000130 0.2300 -0.0055

29 29 0.0118 -0.5379 0.000139 0.2894 -0.0063

30 30 0.0124 -0.5978 0.000154 0.3573 -0.0074

31 31 0.0127 -0.6592 0.000160 0.4346 -0.0083

32 32 0.0135 -0.7226 0.000183 0.5221 -0.0098

33 33 0.0170 -0.7880 0.000287 0.6210 -0.0134

34 34 0.0182 -0.8559 0.000332 0.7326 -0.0156

35 35 0.0190 -0.9266 0.000362 0.8586 -0.0176

36 36 0.0195 -1.0004 0.000381 1.0008 -0.0195

37 37 0.0210 -1.0779 0.000441 1.1618 -0.0226

38 38 0.0217 -1.1595 0.000473 1.3443 -0.0252

39 39 0.0222 -1.2459 0.000494 1.5523 -0.0277

40 40 0.0223 -1.3380 0.000496 1.7903 -0.0298

41 41 0.0239 -1.4369 0.000573 2.0646 -0.0344

42 42 0.0247 -1.5438 0.000611 2.3832 -0.0382

43 43 0.0258 -1.6605 0.000666 2.7573 -0.0428

44 44 0.0280 -1.7894 0.000784 3.2021 -0.0501

45 45 0.0292 -1.9339 0.000855 3.7400 -0.0566

46 46 0.0355 -2.0988 0.001258 4.4050 -0.0744

47 47 0.0438 -2.2917 0.001917 5.2518 -0.1003

48 48 0.0515 -2.5252 0.002657 6.3766 -0.1302

49 49 0.0587 -2.8231 0.003448 7.9697 -0.1658

50 50 0.0599 -3.2386 0.003590 10.4882 -0.1940

51 51 0.0802 -3.9416 0.006430 15.5358 -0.3161

= 0.8690 -27.9963 0.0282 0.028218 -1.3803

66

Dari Tabel 3. 8 akan dihitung probabilitas risiko gempa sebagai berikut:

𝑁 = 51

𝐴 =∑ 𝑦𝑗 . ∑ 𝑥𝑗

2 − ∑ 𝑥𝑗 ∑(𝑥𝑗 . 𝑦𝑗)

𝑛 ∑ 𝑥𝑗2 − (∑ 𝑥𝑗)2

𝐴 =(−27,9963) × 0,0282 − 0,8690 × (−1,3803)

51 × 0,0282 − (0,8690)2

𝐴 = 0,5987

= eA

= e0,5987

= 1,8197

𝐵 =𝑛 ∑(𝑥𝑗 . 𝑦𝑗) − ∑ 𝑥𝑗. ∑ 𝑦𝑗

𝑛 ∑ 𝑥𝑗2 − (∑ 𝑥𝑗)2

𝐵 =51 × (−1,3803) − 0,8690 × (−27,9963)

51 × 0,0282 − (0,8690)2

𝐵 = −67,3528

= -B

= 67,3528

Untuk kala ulang 𝑇 = 500 tahun

𝑎 =ln(𝑇. ∝)

𝛽

𝑎 =ln(500 × 1,8197)

67,3528

𝑎 = 0,1012 gal > 1,00 gal,

Dengan menggunakan cara interpolasi linear berdasarkan 𝐹𝑃𝐺𝐴 pada Tabel 2. 7,

maka diperoleh 𝐹𝑃𝐺𝐴 = 1,5977 sehingga:

67

amax = a x 𝐹𝑃𝐺𝐴

= 0,1012 x 1,5977

= 0,17 gal

Untuk kala ulang 𝑇 = 2500 tahun

𝑎 =ln(𝑇. ∝)

𝛽

𝑎 =ln(2500 × 1,8197)

67,3528

𝑎 = 0,1251 gal > 1,00 gal,

Dengan menggunakan cara interpolasi linear berdasarkan 𝐹𝑃𝐺𝐴 pada Tabel 2. 7

maka diperoleh 𝐹𝑃𝐺𝐴 = 1,5499 sehingga:

amax = a x 𝐹𝑃𝐺𝐴

= 0,1251 x 1,5499

= 0,20 gal

Karena terdapat perbedaan hasil akhir nilai percepatan gempa di permukaan, maka

akan dipilih nilai yang paling maksimum. Sehingga dalam penelitian ini akan

dipakai 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,17 gal untuk gempa kala ulang 500 tahun, dan 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,20 gal.

3.3.3. Analisis Potensi Likuifaksi

Dalam melakukan analisis potensi likuifaksi, penelitian ini menggunakan metode

simplifikasi Seed dan Idriss (1971). Nilai 𝐶𝑆𝑅 yang dipakai dalam penelitian ini

diperoleh berdasarkan pada Persamaan 2. 45. Besarnya koefisien pengurangan

stress 𝑟𝑑 dicari dengan menggunakan Persamaan 2. 46 sampai dengan Persamaan

2. 49, tergantung dari kedalaman pengeboran tanah pada lokasi yang ditinjau.

68

Berdasarkan data rekam gempa yang ada, magnitude gempa terbesar yang pernah

terjadi dalam radius 300 km dari titik tinjau adalah 𝑀𝑤 = 7,6. Dengan demikian,

maka untuk mencari nilai 𝐶𝑅𝑅, penelitian ini menggunakan menggunakan

Persamaan 2. 51 dan Persamaan 2. 52. Faktor koreksi magnitudo gempa dicari

dengan menggunakan Persamaan 2. 54.

69

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Analisis Karakteristik Tanah

Seperti yang telah disebutkan dalam bab sebelumnya, dalam pengujian bor dalam

dapat diketahui tipe tanah pada lapisan-lapisan tertentu. Dalam bab ini akan

ditampilkan hasil analisis untuk titik B26. Hasil analisis titik bor selain B26, akan

ditampilkan tersendiri dalam lampiran. Adapun stratifikasi tipe tanah pada titik B26

terlihat pada Tabel 4. 1 berikut.

Tabel 4. 1 Stratifikasi tanah pada titik B26

No. Depth

(m)

Thickness

(m)

GWL

(m) Condition NSPT Description

1 -2.0 2 -0,80 submerged 14 Gravelly silt

2 -3.5 1.5 submerged 8 Clayey silt

3 -5.0 1.5 submerged 22 Silt

4 -6.5 1.5 submerged 6 Silty sand

5 -8.0 1.5 submerged 7 Clayey silt

6 -9.5 1.5 submerged 3 Clayey silt

7 -11.0 1.5 submerged 7 Clayey silt

8 -12.5 1.5 submerged 14 Clayey silt

9 -14.0 1.5 submerged 21 Silt

10 -15.5 1.5 submerged 19 Clayey silt

11 -17.0 1.5 submerged 16 Silty clay

12 -18.5 1.5 submerged 29 Silty clay

13 -20.0 1.5 submerged 19 Silt

14 -21.5 1.5 submerged 30 Silt

15 -23.0 1.5 submerged 39 Silt

16 -24.5 1.5 submerged 50 Silt

Sumber: Laboratorium Mekanika Tanah UNS

70

Sedangkan untuk berat jenis tanah, diperoleh dengan cara mengkorelasikan tipe

tanah dengan berat jenis yang dikeluarkan oleh NAFAC 7.01 (Tabel 2. 9) seperti

terlihat pada Tabel 4. 2 berikut.

Tabel 4. 2 Stratifikasi berat volume tanah B26

No. Depth

(m)

Soil

Description Condition NSPT

(kN/m3)

1 -2.0 Gravelly silt submerged 14 18.997

2 -3.5 Clayey silt submerged 8 17.533

3 -5.0 Silt submerged 22 16.523

4 -6.5 Silty sand submerged 6 16.033

5 -8.0 Clayey silt submerged 7 17.533

6 -9.5 Clayey silt submerged 3 17.033

7 -11.0 Clayey silt submerged 7 17.533

8 -12.5 Clayey silt submerged 14 17.533

9 -14.0 Silt submerged 21 16.523

10 -15.5 Clayey silt submerged 19 17.533

11 -17.0 Silty clay submerged 16 18.201

12 -18.5 Silty clay submerged 29 19.951

13 -20.0 Silt submerged 19 16.523

14 -21.5 Silt submerged 30 16.523

15 -23.0 Silt submerged 39 17.523

16 -24.5 Silt submerged 50 19.273

4.2. Hasil Analisis Percepatan Gempa di Permukaan

Seperti pada yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, untuk mekanisme gempa

strike-slipe, akan digunakan Persamaan 2. 18 (Boore et al, 1997). Sedangkan untuk

mekanisme gempa subduction, akan digunakan Persamaan 2. 32 (Youngs et al.,

1997).

Nilai shear wave velocity (𝑉𝑠) merupakan salah satu parameter penting. Nilai ini

dapat diperoleh dari pengujian langsung di lapangan atau dari korelasi 𝑁𝑆𝑃𝑇.

Dengan menggunakan Persamaan 2. 22 dan 2. 23, diperoleh nilai 𝑉𝑠 pada masing-

71

masing deposit. Nilai 𝑉𝑠 pada masing-masing deposit pada titik B26, ditampilkan

pada Tabel 4. 3 berikut.

Tabel 4. 3 Stratifikasi shear wave velocity pada B26

No. NSPT Thickness

(𝒅𝒊)

Shear Vave Velocity 𝒅𝒊

�̅�𝒔𝒊

Imai &

Tonouchi

Ohta

& Gohto

�̅�𝒔

(m/dt)

1 14 2.0 222.155 209.787 215.971 0.009

2 8 1.5 186.355 173.342 179.848 0.008

3 22 1.5 256.031 244.746 250.388 0.006

4 6 1.5 170.259 157.144 163.702 0.009

5 7 1.5 178.703 165.626 172.164 0.009

6 3 1.5 136.958 124.064 130.511 0.011

7 7 1.5 178.703 165.626 172.164 0.009

8 14 1.5 222.155 209.787 215.971 0.007

9 21 1.5 252.318 240.894 246.606 0.006

10 19 1.5 244.512 232.811 238.662 0.006

11 16 1.5 231.668 219.560 225.614 0.007

12 29 1.5 279.232 268.922 274.077 0.005

13 19 1.5 244.512 232.811 238.662 0.006

14 30 1.5 282.220 272.049 277.135 0.005

15 39 1.5 306.455 297.510 301.982 0.005

16 50 1.5 331.321 323.816 327.568 0.005

Setelah diketahui nilai 𝑉𝑠 pada di tiap deposit tanah, selanjutnya dicari nilai �̅�𝑠

dengan cara mencari rata-rata berbobot (weight average) pada titik tersebut, dengan

menggunakan Persamaan 2. 21. Nilai �̅�𝑠 untuk seluruh titik bor tinjauan di Kota

Surakarta dan sekitarnya, ditampilkan pada Tabel 4. 4 dan Tabel 4. 5.

72

Tabel 4. 4 Nilai shear wave velocity pada keseluruhan titik bor

No. Bore Hole �̅�𝒔

1 B1 - Jl. Adisucipto 60, Surakarta (BH 1) 281.67

2 B2 - Jl. Adisucipto 60, Surakarta (BH 2) 283.24

3 B3 - Mta Mangkunegaran (BH 1) 303.21

4 B4 - Mta Mangkunegaran (BH 2) 265.65

5 B5 – Jl. Slamet Riyadi 437, Purwosari (BH 3) 253.56

6 B6 – Jl. Slamet Riyadi 437, Purwosari (BH 1) 280.35

7 B7 - Gedung Ttc Telkomsel, Purwosari (BH 1) 314.47

8 B8 - Gedung Ttc Telkomsel, Purwosari (BH 2) 314.96

9 B9 - Gedung Ttc Telkomsel, Purwosari (BH 3) 317.75

10 B10 - Gedung Ttc Telkomsel, Purwosari (BH 4) 242.85

11 B11 - Kanggotan Residence, Purwodiningratan (BH 1) 307.13

12 B12 - Kanggotan Residence, Purwodiningratan (BH2) 315.31

13 B13 - Hotel Vanda, Jl. Slamet Riyadi Surakarta (BH 1) 274.86

14 B14 - Hotel Vanda, Jl. Slamet Riyadi Surakarta (BH 2) 268.71

15 B15 - Hotel Acacia, Jajar 239.25

16 B16 - Hotel Asia Mangkunegaran (BH 1) 312.63

17 B17 - Hotel Asia Mangkunegaran (BH 2) 315.85

18 B18 - Ratu Luwes Lasar Legi (BH 1) 314.23

19 B19 - Ratu Luwes Pasar Legi (BH 2) 317.50

20 B20 - Asrama Mahasiswa UNS, Ngoresan 291.88

21 B21 - Jl. Yosodipuro 62 Surakarta 300.40

22 B22 - Grand Solo Hotel, Jl. Slamet Riyadi (BH 1) 249.89

23 B23 - Grand Solo Hotel, Jl. Slamet Riyadi (BH 2) 247.37

24 B24 - Hotel The Palma, Jl. Urip Sumoharjo, Surakarta 262.05

25 B25 - Pusdiklat UNS 327.57

26 B26 - Hotel Timuran (BH 1) 214.25

27 B27 - Hotel Timuran (BH 2) 230.92

28 B28 - Ciputra Sun Mall, Banjarsari 303.10

29 B29 - Isi Mojosongo (BH 1) 268.77

30 B30 - Isi Mojosongo (BH 2) 315.65

31 B31 - Isi Mojosongo (BH 3) 323.77

32 B32 - RS Dr. Oen (BH 1) 327.57

33 B33 - RS Dr. Oen (BH 2) 324.20

34 B34 - RS Dr. Oen (BH 3) 264.51

35 B35 - Gedung Lppks Indonesia, Mojosongo 300.60

36 B36 - Toserba Luwes Pasar Legi (BH 1) 322.41

37 B37 - Toserba Luwes Pasar Legi (BH 2) 267.63

38 B38 - SMA Warga 286.95

73

Tabel 4. 5 Nilai shear wave velocity pada keseluruhan titik bor (lanjutan)

No. Bore Hole �̅�𝒔

39 B39 - Gereja El Shaddai (BH 1) 303.89

40 B40 - Gereja El Shaddai (BH 2) 304.91

41 B41 - Perluasan Prodia, Jl. Ronggowarsito Surakarta (BH 1) 253.67

42 B42 - Perluasan Prodia, Jl. Ronggowarsito Surakarta (BH 2) 230.60

43 B43 - Pusat bisnis UNS, Purwosari 264.88

44 B44 - Eks rumah makan sari, Purwosari (BH 1) 251.10

45 B45 - Eks rumah makan sari, Purwosari (BH 2) 256.39

46 B46 - RSU dr Moewardi 291.65

47 B47 - RS. Kasih Ibu, Laweyan, Surakarta (BH 1) 262.84

48 B48 - RS. Kasih Ibu, Laweyan, Surakarta (BH 2) 242.50

49 B49 - Jl. Brigjen Slamet riyadi 297 Surakarta (BH 1) 238.12

50 B50 - Jl. Brigjen Slamet riyadi 297 Surakarta (BH 2) 256.39

51 B51 - Jl. Veteran no. 154, Kratonan, Serengan, Surakarta 253.62

52 B52 - RS. Orthopedi Pabelan Kartasura (BH 1) 265.65

53 B53 - RS. Orthopedi Pabelan Kartasura (BH 2) 260.39

54 B54 - RS Pendidikan UNS (BH 1) 278.31

55 B55 - RS Pendidikan UNS (BH 2) 298.24

56 B56 - RS Pendidikan UNS (BH 3) 280.61

57 B57 - RS Pendidikan UNS (BH 4) 273.89

58 B58 - RS Pendidikan UNS (BH 5) 315.66

59 B59 - Hotel Tosan, Solo Baru, Sukoharjo (BH 1) 251.78

60 B60 - Hotel Tosan, Solo Baru, Sukoharjo (BH 2) 216.01

61 B61 - The Brothers hotel, Solo baru, Sukoharjo 220.57

62 B62 - Luwes Gentan, Songgolangit, Sukoharjo (BH 1) 244.67

63 B63 - Luwes Gentan, Songgolangit, Sukoharjo (BH 2) 246.15

64 B64 - Hotel Solo Baru, Sukoharjo (BH 1) 251.60

65 B65 - Hotel Solo Baru, Sukoharjo (BH 2) 218.26

66 B66 - Hotel Solo Baru, Sukoharjo (BH 3) 238.64

�̅�𝑠 Kota Surakarta 276.12

Berdasarkan perhitungan pada Tabel 4. 4 dan Tabel 4. 5 diperoleh nilai 𝑉𝑠 untuk

Kota Surakarta sebesar 276,12 m/dt. Dengan demikian, tanah di Kota Surakarta

masuk dalam klasifikasi jenis tanah sedang, seperti yang tercantum pada Tabel 4.

6.

74

Walaupun dalam penelitian ini diperoleh nilai �̅�𝑠 = 276,12 m/dt (klasifikasi jenis

tanah sedang), untuk keamanan, Boore et al. (1997) menyarankan penggunaan �̅�𝑠 =

250 m/dt dalam Fungsi Atenuasi untuk klasifikasi jenis tanah sedang. Sehingga

dalam penelitian ini digunakan �̅�𝑠 = 250 m/dt.

Setelah diperoleh nilai �̅�𝑠, selanjutnya dilakukan analisis Fungsi Atenuasi untuk

memperoleh besarnya 𝑃𝐺𝐴 pada titik tinjau yang sudah ditentukan. Seperti yang

sudah disinggung pada bab sebelumnya, penggunaan Fungsi Atenuasi disesuaikan

dengan mekanisme gempa yang terjadi. Dalam penelitian ini, untuk mekanisme

gempa sesar, digunakan Fungsi Atenuasi Boore et al. (1997), yaitu Persamaan 2.

18. Sedangkan untuk subduction, digunakan Fungsi Atenuasi Youngs et al. (1997),

dengan Persamaan 2. 32. Hasil analisis 𝑃𝐺𝐴, ditampilkan pada Tabel 4. 6.

75

Tabel 4. 6 Hasil perhitungan 𝑃𝐺𝐴

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [a] [b] [c] [d] [e] [f] [g]

[11] [12] [8] [9] [10] [8] [9] [10] [8] [9] [10] [8] [9] [10] [8] [9] [10] [8] [9] [10] [8] [9] [10]

1 23-Jul-43 7.6 65.0 S-if 8.55 109.76 160.86 173.49 0.078 163.85 176.28 0.077 157.76 170.62 0.080 158.14 170.97 0.080 162.65 175.16 0.077 158.84 171.62 0.080 161.20 173.81 0.078 0.080 0.079

2 11-Sep-16 7.1 100.0 S-is 9.00 113.00 291.58 308.25 0.034 288.19 305.04 0.035 292.67 309.28 0.034 289.57 306.36 0.035 284.87 301.91 0.035 285.93 302.92 0.035 288.05 304.92 0.035 0.035 0.035

3 27-Sep-37 7.0 35.0 S-is 9.03 110.80 165.88 169.53 0.056 165.97 169.62 0.056 164.06 167.75 0.057 162.09 165.82 0.058 162.50 166.23 0.057 159.97 163.75 0.059 163.59 167.29 0.057 0.059 0.057

4 10-Sep-26 7.0 35.0 S-is 9.15 110.70 180.15 183.52 0.049 180.49 183.85 0.049 178.18 181.59 0.050 176.36 179.80 0.051 177.14 180.56 0.050 174.43 177.91 0.052 178.03 181.44 0.050 0.052 0.050

5 19-Jun-50 6.6 0.0 S-is 6.25 112.00 194.87 194.87 0.023 192.07 192.07 0.024 197.95 197.95 0.023 197.76 197.76 0.023 193.65 193.65 0.024 197.42 197.42 0.023 194.78 194.78 0.023 0.024 0.023

6 14-Sep-44 6.6 0.0 S-is 8.50 108.50 275.73 275.73 0.012 279.54 279.54 0.012 272.67 272.67 0.013 274.15 274.15 0.013 279.70 279.70 0.012 276.07 276.07 0.012 277.32 277.32 0.012 0.013 0.012

7 27-Mei-06 6.3 19.7 S-S 7.96 110.34 69.60 72.33 0.058 72.71 75.33 0.056 66.49 69.35 0.060 66.99 69.83 0.060 71.76 74.41 0.057 67.94 70.74 0.059 70.10 72.82 0.058 0.060 0.058

8 07-Sep-09 6.2 23.0 S-is 10.20 110.63 296.87 297.76 0.008 297.20 298.08 0.008 294.88 295.78 0.008 293.08 293.98 0.008 293.82 294.72 0.008 291.14 292.05 0.008 294.75 295.64 0.008 0.008 0.008

9 25-Jan-14 6.1 66.0 S-is 7.99 109.27 177.02 188.92 0.022 180.99 192.65 0.021 174.06 186.16 0.022 175.86 187.83 0.022 181.60 193.22 0.021 178.15 189.98 0.021 178.96 190.75 0.021 0.022 0.021

10 16-Apr-80 6.1 64.0 S-is 8.05 108.74 234.54 243.12 0.013 238.56 246.99 0.013 231.63 240.31 0.014 233.52 242.13 0.013 239.31 247.72 0.013 235.91 244.44 0.013 236.60 245.11 0.013 0.014 0.013

11 22-Sep-06 6.0 25.0 S-is 9.09 110.39 178.82 180.56 0.016 179.94 181.67 0.016 176.41 178.17 0.017 175.12 176.90 0.017 177.03 178.79 0.016 173.85 175.63 0.017 177.29 179.05 0.016 0.017 0.016

12 09-Jun-92 6.0 73.9 S-is 8.46 111.02 105.17 128.54 0.041 104.34 127.86 0.041 104.00 127.58 0.041 101.51 125.56 0.042 100.59 124.82 0.043 98.75 123.34 0.044 102.32 126.22 0.042 0.044 0.042

13 20-Nov-03 5.9 18.5 S-is 10.05 111.10 281.64 282.25 0.006 281.22 281.83 0.006 280.12 280.73 0.006 277.89 278.50 0.006 277.57 278.18 0.006 275.42 276.04 0.006 279.04 279.65 0.006 0.006 0.006

14 20-Feb-67 5.9 97.6 S-is 9.17 112.96 298.57 314.11 0.008 295.33 311.04 0.008 299.47 314.98 0.008 296.37 312.02 0.008 291.89 307.78 0.008 292.72 308.56 0.008 295.02 310.75 0.008 0.008 0.008

15 08-Jul-13 5.8 77.3 S-is 8.75 113.06 282.72 293.10 0.007 279.13 289.63 0.007 284.08 294.41 0.007 281.03 291.47 0.007 276.01 286.63 0.007 277.42 287.99 0.007 279.25 289.75 0.007 0.007 0.007

16 19-Jan-07 5.8 25.0 S-is 9.99 109.67 300.46 301.50 0.005 302.22 303.25 0.005 297.75 298.79 0.005 296.96 298.01 0.005 299.74 300.78 0.005 296.26 297.31 0.005 299.48 300.53 0.005 0.005 0.005

17 19-Jan-07 5.8 25.0 S-is 9.99 109.67 300.46 301.50 0.005 302.22 303.25 0.005 297.75 298.79 0.005 296.96 298.01 0.005 299.74 300.78 0.005 296.26 297.31 0.005 299.48 300.53 0.005 0.005 0.005

18 08-Sep-03 5.8 55.9 S-is 8.46 110.20 122.48 134.63 0.027 124.79 136.74 0.026 119.56 131.99 0.028 119.24 131.70 0.028 122.86 134.98 0.027 119.16 131.62 0.028 122.05 134.24 0.027 0.028 0.027

19 20-Jul-03 5.8 54.2 S-is 8.71 111.14 135.72 146.14 0.023 134.69 145.18 0.023 134.68 145.18 0.023 132.11 142.80 0.024 130.88 141.66 0.024 129.24 140.15 0.025 132.77 143.41 0.024 0.025 0.024

20 14-Okt-01 5.8 72.8 S-is 8.59 110.55 120.54 140.82 0.028 121.60 141.72 0.027 118.19 138.81 0.028 116.83 137.65 0.029 118.66 139.21 0.028 115.49 136.52 0.029 118.96 139.46 0.028 0.029 0.028

21 06-Jan-00 5.8 33.0 S-is 9.20 109.59 227.82 230.20 0.008 230.28 232.64 0.008 224.85 227.26 0.009 224.68 227.09 0.009 228.45 230.82 0.008 224.73 227.14 0.009 227.54 229.92 0.008 0.009 0.008

22 14-Mar-81 5.8 56.8 S-is 8.78 110.39 145.34 156.04 0.021 146.73 157.34 0.020 142.81 153.69 0.021 141.71 152.67 0.021 144.00 154.80 0.021 140.67 151.71 0.022 144.03 154.83 0.021 0.022 0.021

23 17-Mei-11 5.7 28.0 S-is 9.20 112.59 269.90 271.35 0.005 266.94 268.41 0.005 270.50 271.94 0.005 267.40 268.86 0.005 263.34 264.83 0.005 263.78 265.26 0.005 266.35 267.82 0.005 0.005 0.005

24 18-Jul-06 5.7 20.0 S-is 9.30 108.75 299.33 300.00 0.004 302.47 303.13 0.004 296.21 296.89 0.004 296.75 297.43 0.004 301.43 302.09 0.004 297.61 298.28 0.004 299.85 300.52 0.004 0.004 0.004

25 06-Mei-95 5.7 77.7 S-is 8.74 111.05 136.50 157.07 0.021 135.78 156.44 0.021 135.24 155.97 0.021 132.81 153.87 0.022 132.05 153.21 0.022 130.13 151.57 0.022 133.72 154.65 0.021 0.022 0.021

26 04-Apr-88 5.7 40.9 S-is 9.40 112.79 300.94 303.70 0.004 297.99 300.78 0.005 301.53 304.29 0.004 298.43 301.22 0.004 294.38 297.21 0.005 294.81 297.63 0.005 297.39 300.19 0.005 0.005 0.005

27 09-Jul-85 5.7 58.9 S-is 8.50 110.31 120.77 134.37 0.025 122.73 136.13 0.024 117.99 131.88 0.025 117.35 131.30 0.026 120.46 134.09 0.025 116.88 130.88 0.026 119.98 133.66 0.025 0.026 0.025

28 14-Des-81 5.7 82.6 S-is 9.35 111.76 227.46 241.99 0.009 225.61 240.25 0.009 227.03 241.59 0.009 224.16 238.90 0.009 221.74 236.63 0.010 220.89 235.83 0.010 224.17 238.90 0.009 0.010 0.009

29 16-Apr-80 5.7 77.3 S-is 8.09 108.71 238.55 250.76 0.008 242.55 254.57 0.008 235.63 247.98 0.008 237.48 249.74 0.008 243.24 255.23 0.008 239.82 251.97 0.008 240.57 252.68 0.008 0.008 0.008

30 02-Jan-77 5.7 110.0 S-is 7.93 108.91 213.58 240.24 0.011 217.63 243.85 0.011 210.72 237.70 0.011 212.70 239.46 0.011 218.53 244.65 0.011 215.21 241.69 0.011 215.75 242.17 0.011 0.011 0.011

31 27-Okt-75 5.7 70.0 S-is 9.36 110.83 202.63 214.38 0.011 202.65 214.40 0.011 200.84 212.69 0.011 198.84 210.80 0.011 199.15 211.10 0.011 196.67 208.76 0.011 200.30 212.18 0.011 0.011 0.011

32 01-Mar-64 5.7 126.8 S-is 8.56 112.65 233.42 265.64 0.010 229.85 262.51 0.010 234.76 266.81 0.010 231.70 264.12 0.010 226.71 259.76 0.011 228.08 260.96 0.011 229.94 262.59 0.010 0.011 0.010

33 26-Apr-11 5.6 95.4 S-is 8.08 108.48 263.75 280.47 0.007 267.77 284.26 0.006 260.85 277.75 0.007 262.77 279.55 0.007 268.56 285.00 0.006 265.19 281.82 0.006 265.84 282.44 0.006 0.007 0.006

34 21-Des-10 5.6 54.6 S-is 8.70 111.20 136.51 147.02 0.018 135.29 145.89 0.018 135.61 146.19 0.018 132.96 143.73 0.019 131.46 142.34 0.019 129.99 140.99 0.020 133.47 144.21 0.019 0.020 0.019

35 18-Jul-06 5.6 13.5 S-is 9.36 108.78 301.17 301.47 0.003 304.25 304.55 0.003 298.06 298.36 0.003 298.53 298.84 0.003 303.13 303.43 0.003 299.32 299.62 0.003 301.62 301.92 0.003 0.003 0.003

36 26-Sep-96 5.6 33.0 S-is 9.30 108.73 301.23 303.03 0.004 304.39 306.18 0.004 298.11 299.93 0.004 298.68 300.50 0.004 303.38 305.17 0.004 299.57 301.38 0.004 301.78 303.58 0.004 0.004 0.004

37 21-Mei-90 5.6 27.5 S-is 8.14 109.04 205.43 207.26 0.008 209.34 211.14 0.007 202.43 204.29 0.008 204.10 205.94 0.008 209.78 211.57 0.007 206.25 208.08 0.008 207.24 209.05 0.008 0.008 0.008

38 01-Nov-89 5.6 33.0 S-is 9.31 112.05 239.98 242.24 0.006 237.68 239.96 0.006 239.95 242.21 0.006 236.95 239.24 0.006 233.86 236.18 0.006 233.50 235.82 0.006 236.55 238.84 0.006 0.006 0.006

39 01-Nov-89 5.6 33.0 S-is 9.22 111.96 226.52 228.91 0.007 224.25 226.67 0.007 226.45 228.84 0.007 223.46 225.89 0.007 220.43 222.88 0.007 220.02 222.49 0.007 223.09 225.52 0.007 0.007 0.007

40 12-Sep-89 5.6 33.0 S-is 9.02 110.50 168.08 171.29 0.012 168.97 172.16 0.012 165.80 169.05 0.012 164.34 167.62 0.012 165.92 169.17 0.012 162.86 166.17 0.012 166.37 169.61 0.012 0.012 0.012

41 14-Agu-83 5.6 59.6 S-is 8.66 111.15 130.88 143.81 0.019 129.79 142.82 0.020 129.89 142.91 0.020 127.29 140.56 0.020 125.98 139.36 0.021 124.39 137.93 0.021 127.91 141.11 0.020 0.021 0.020

42 16-Apr-83 5.6 35.5 S-is 10.19 110.80 295.12 297.25 0.004 295.18 297.31 0.004 293.30 295.44 0.004 291.33 293.48 0.004 291.69 293.84 0.004 289.19 291.37 0.004 292.82 294.96 0.004 0.004 0.004

43 25-Des-80 5.6 63.0 S-is 8.96 112.04 208.51 217.82 0.009 205.86 215.28 0.009 208.80 218.10 0.009 205.73 215.16 0.009 202.13 211.72 0.009 202.17 211.76 0.009 205.00 214.46 0.009 0.009 0.009

44 07-Agu-79 5.6 69.0 S-is 8.71 108.86 251.55 260.85 0.006 255.10 264.26 0.006 248.43 257.83 0.007 249.48 258.85 0.006 254.70 263.88 0.006 250.94 260.25 0.006 252.66 261.91 0.006 0.007 0.006

45 15-Feb-76 5.6 102.0 S-is 8.10 108.62 248.71 268.81 0.007 252.71 272.52 0.007 245.78 266.11 0.008 247.64 267.82 0.007 253.41 273.17 0.007 249.99 270.00 0.007 250.73 270.68 0.007 0.008 0.007

46 21-Nov-92 5.5 47.9 S-is 8.64 110.42 130.11 138.65 0.017 131.53 139.98 0.017 127.57 136.27 0.018 126.49 135.26 0.018 128.83 137.45 0.017 125.49 134.32 0.018 128.83 137.45 0.017 0.018 0.018

47 12-Sep-89 5.5 48.3 S-is 9.01 110.52 167.04 173.89 0.011 167.89 174.70 0.011 164.78 171.72 0.011 163.30 170.29 0.012 164.81 171.74 0.011 161.78 168.84 0.012 165.30 172.21 0.011 0.012 0.011

48 18-Nov-87 5.5 65.5 S-is 8.09 108.79 230.35 239.48 0.007 234.33 243.32 0.006 227.41 236.65 0.007 229.23 238.40 0.007 234.98 243.94 0.006 231.54 240.63 0.006 232.33 241.39 0.006 0.007 0.006

49 03-Mei-84 5.5 85.6 S-is 8.57 111.34 129.06 154.87 0.018 127.27 153.38 0.018 128.63 154.51 0.018 125.76 152.13 0.018 123.40 150.18 0.019 122.49 149.44 0.019 125.78 152.15 0.018 0.019 0.018

50 10-Jan-76 5.5 79.1 S-is 7.84 108.16 294.27 304.72 0.004 298.38 308.68 0.004 291.54 302.08 0.004 293.72 304.19 0.004 299.59 309.86 0.004 296.43 306.80 0.004 296.68 307.04 0.004 0.004 0.004

51 26-Agu-90 5.5 33.0 S-is 9.15 110.77 179.84 182.85 0.009 180.02 183.02 0.009 177.97 181.00 0.009 176.05 179.12 0.010 176.60 179.65 0.009 174.00 177.10 0.010 177.62 180.66 0.009 0.010 0.009

76

Adapun penjelasan Tabel 4. 6 adalah sebagai berikut:

[1] = Nomor urut data gempa

[2] = Tanggal terjadinya gempa

[3] = Magnitudo gempa

[4] = Kedalaman gempa

[5] = Mekanisme gempa, S-if untuk mekanisme gempa Subduction-interface,

S-is untuk mekanisme gempa Subduction-interslab dan S-S untuk

mekanisme gempa Strike-slip

[6] = Latitude (dalam derajat)

[7] = Longitude (dalam derajat)

[8] = Jarak episenter

[9] = Jarak hiposenter

[10] = Hasil analisis PGA

[11] = 𝑃𝐺𝐴𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎

[12] = 𝑃𝐺𝐴𝑚𝑎𝑥

[a] = Titik tinjau 1 (Latitude = 7,537°, Longitude = 110,805°)

[b] = Titik tinjau 2 (Latitude = 7,537°, Longitude = 110,842°)

[c] = Titik tinjau 3 (Latitude = 7,553°, Longitude = 110,782°)

[d] = Titik tinjau 4 (Latitude = 7,571°, Longitude = 110,803°)

[e] = Titik tinjau 5 (Latitude = 7,568°, Longitude = 110,857°)

[f] = Titik tinjau 6 (Latitude = 7,590°, Longitude = 110,830°)

[g] = Titik tinjau 7 (Latitude = 7,558°, Longitude = 110,829°)

77

Setelah diperoleh nilai 𝑃𝐺𝐴 pada masing-masing titik tinjau dengan data rekam

gempa yang ada, selanjutnya dilakukan analisis probabilitas risiko kegempaan. Ini

bertujuan untuk memperkirakan kejadian yang mungkin terjadi.

Analisis risiko kegempaan dilakukan dengan menggunakan Distribusi Gumbel.

Pada penelitian ini akan dilakukan analisis yang sama dengan menggunakan dua

data yang berbeda. Analisis pertama, dilakukan dengan menggunakan 𝑃𝐺𝐴𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎

(Tabel 4. 6), sedangkan analisis yang kedua dilakukan dengan menggunakan

𝑃𝐺𝐴𝑚𝑎𝑥 (Tabel 4. 6). Tujuannya adalah untuk melihat adakan perbedaan yang yang

cukup signifikan pada hasil analisis, mengingat dalam setiap perencanaan, haruslah

memperhitungkan kemungkinan terburuk yang mungkin terjadi. Tabel 4. 7 dan

Tabel 4. 8 memperlihatkan hasil analisis probabilitas risiko kegempaan Metode

Gumbel.

78

Tabel 4. 7 Hasil perhitungan regresi linier Metode Gumbel dengan 𝑃𝐺𝐴̅̅ ̅̅ ̅̅

No. j 𝑃𝐺𝐴̅̅ ̅̅ ̅̅

(Xj) Yj Xj

2 Yj2 XjYj

[a] [b] [c] [d] [e] [f] [g]

1 1 0.0033 1.3740 0.000011 1.8880 0.0045

2 2 0.0037 1.1811 0.000014 1.3951 0.0044

3 3 0.0040 1.0482 0.000016 1.0988 0.0042

4 4 0.0040 0.9419 0.000016 0.8872 0.0038

5 5 0.0043 0.8509 0.000018 0.7241 0.0037

6 6 0.0045 0.7699 0.000020 0.5927 0.0035

7 7 0.0046 0.6958 0.000022 0.4842 0.0032

8 8 0.0046 0.6269 0.000022 0.3930 0.0029

9 9 0.0052 0.5619 0.000027 0.3157 0.0029

10 10 0.0058 0.5000 0.000034 0.2500 0.0029

11 11 0.0060 0.4404 0.000036 0.1940 0.0027

12 12 0.0064 0.3828 0.000041 0.1465 0.0024

13 13 0.0065 0.3266 0.000042 0.1067 0.0021

14 14 0.0065 0.2717 0.000042 0.0738 0.0018

15 15 0.0068 0.2177 0.000046 0.0474 0.0015

16 16 0.0070 0.1644 0.000048 0.0270 0.0011

17 17 0.0074 0.1116 0.000054 0.0124 0.0008

18 18 0.0077 0.0591 0.000059 0.0035 0.0005

19 19 0.0078 0.0068 0.000061 0.0000 0.0001

20 20 0.0078 -0.0455 0.000061 0.0021 -0.0004

21 21 0.0082 -0.0979 0.000067 0.0096 -0.0008

22 22 0.0084 -0.1506 0.000071 0.0227 -0.0013

23 23 0.0091 -0.2036 0.000083 0.0415 -0.0019

24 24 0.0094 -0.2572 0.000088 0.0662 -0.0024

25 25 0.0094 -0.3115 0.000089 0.0970 -0.0029

26 26 0.0103 -0.3665 0.000107 0.1343 -0.0038

27 27 0.0111 -0.4225 0.000122 0.1785 -0.0047

28 28 0.0111 -0.4796 0.000122 0.2300 -0.0053

29 29 0.0114 -0.5379 0.000130 0.2894 -0.0061

30 30 0.0120 -0.5978 0.000144 0.3573 -0.0072

31 31 0.0123 -0.6592 0.000152 0.4346 -0.0081

32 32 0.0131 -0.7226 0.000172 0.5221 -0.0095

33 33 0.0164 -0.7880 0.000270 0.6210 -0.0129

34 34 0.0176 -0.8559 0.000309 0.7326 -0.0150

35 35 0.0183 -0.9266 0.000336 0.8586 -0.0170

36 36 0.0187 -1.0004 0.000349 1.0008 -0.0187

37 37 0.0201 -1.0779 0.000405 1.1618 -0.0217

38 38 0.0210 -1.1595 0.000443 1.3443 -0.0244

39 39 0.0214 -1.2459 0.000458 1.5523 -0.0267

40 40 0.0215 -1.3380 0.000460 1.7903 -0.0287

41 41 0.0232 -1.4369 0.000539 2.0646 -0.0334

42 42 0.0237 -1.5438 0.000561 2.3832 -0.0366

43 43 0.0250 -1.6605 0.000625 2.7573 -0.0415

44 44 0.0272 -1.7894 0.000742 3.2021 -0.0487

45 45 0.0283 -1.9339 0.000798 3.7400 -0.0546

46 46 0.0347 -2.0988 0.001205 4.4050 -0.0729

47 47 0.0421 -2.2917 0.001770 5.2518 -0.0964

48 48 0.0501 -2.5252 0.002506 6.3766 -0.1264

49 49 0.0569 -2.8231 0.003237 7.9697 -0.1606

50 50 0.0582 -3.2386 0.003381 10.4882 -0.1883

51 51 0.0786 -3.9416 0.006179 15.5358 -0.3098

= 0.8427 -27.9963 0.026612 0.026612 -1.3398

79

Tabel 4. 8 Hasil perhitungan regresi linier metode Gumbel dengan 𝑃𝐺𝐴𝑚𝑎𝑥

No. j 𝑃𝐺𝐴𝑚𝑎𝑥

(Xj) Yj Xj

2 Yj2 XjYj

[a] [b] [c] [d] [e] [f] [g]

1 1 0.0034 1.3740 0.000011 1.8880 0.0046

2 2 0.0038 1.1811 0.000014 1.3951 0.0045

3 3 0.0040 1.0482 0.000016 1.0988 0.0042

4 4 0.0041 0.9419 0.000017 0.8872 0.0038

5 5 0.0044 0.8509 0.000020 0.7241 0.0038

6 6 0.0046 0.7699 0.000021 0.5927 0.0036

7 7 0.0047 0.6958 0.000022 0.4842 0.0033

8 8 0.0047 0.6269 0.000022 0.3930 0.0030

9 9 0.0054 0.5619 0.000029 0.3157 0.0030

10 10 0.0060 0.5000 0.000036 0.2500 0.0030

11 11 0.0062 0.4404 0.000039 0.1940 0.0027

12 12 0.0065 0.3828 0.000043 0.1465 0.0025

13 13 0.0067 0.3266 0.000044 0.1067 0.0022

14 14 0.0067 0.2717 0.000045 0.0738 0.0018

15 15 0.0070 0.2177 0.000049 0.0474 0.0015

16 16 0.0072 0.1644 0.000051 0.0270 0.0012

17 17 0.0076 0.1116 0.000058 0.0124 0.0008

18 18 0.0080 0.0591 0.000064 0.0035 0.0005

19 19 0.0080 0.0068 0.000064 0.0000 0.0001

20 20 0.0080 -0.0455 0.000064 0.0021 -0.0004

21 21 0.0085 -0.0979 0.000072 0.0096 -0.0008

22 22 0.0086 -0.1506 0.000074 0.0227 -0.0013

23 23 0.0094 -0.2036 0.000088 0.0415 -0.0019

24 24 0.0097 -0.2572 0.000094 0.0662 -0.0025

25 25 0.0097 -0.3115 0.000095 0.0970 -0.0030

26 26 0.0106 -0.3665 0.000113 0.1343 -0.0039

27 27 0.0114 -0.4225 0.000130 0.1785 -0.0048

28 28 0.0114 -0.4796 0.000130 0.2300 -0.0055

29 29 0.0118 -0.5379 0.000139 0.2894 -0.0063

30 30 0.0124 -0.5978 0.000154 0.3573 -0.0074

31 31 0.0127 -0.6592 0.000160 0.4346 -0.0083

32 32 0.0135 -0.7226 0.000183 0.5221 -0.0098

33 33 0.0170 -0.7880 0.000287 0.6210 -0.0134

34 34 0.0182 -0.8559 0.000332 0.7326 -0.0156

35 35 0.0190 -0.9266 0.000362 0.8586 -0.0176

36 36 0.0195 -1.0004 0.000381 1.0008 -0.0195

37 37 0.0210 -1.0779 0.000441 1.1618 -0.0226

38 38 0.0217 -1.1595 0.000473 1.3443 -0.0252

39 39 0.0222 -1.2459 0.000494 1.5523 -0.0277

40 40 0.0223 -1.3380 0.000496 1.7903 -0.0298

41 41 0.0239 -1.4369 0.000573 2.0646 -0.0344

42 42 0.0247 -1.5438 0.000611 2.3832 -0.0382

43 43 0.0258 -1.6605 0.000666 2.7573 -0.0428

44 44 0.0280 -1.7894 0.000784 3.2021 -0.0501

45 45 0.0292 -1.9339 0.000855 3.7400 -0.0566

46 46 0.0355 -2.0988 0.001258 4.4050 -0.0744

47 47 0.0438 -2.2917 0.001917 5.2518 -0.1003

48 48 0.0515 -2.5252 0.002657 6.3766 -0.1302

49 49 0.0587 -2.8231 0.003448 7.9697 -0.1658

50 50 0.0599 -3.2386 0.003590 10.4882 -0.1940

51 51 0.0802 -3.9416 0.006430 15.5358 -0.3161

= 0.8690 -27.9963 0.0282 0.028218 -1.3803

80

Berdasarkan hasil analisis pada Tabel 4. 7, probabilitas risiko kegempaan yang

diperoleh adalah 𝑃𝐺𝐴 = 0,0985 gal untuk kala ulang 500 tahun dan 𝑃𝐺𝐴 = 0,1217

gal untuk kala ulang 2500 tahun. Untuk mendapatkan percepatan gempa di

permukaan tanah 𝑎max, maka 𝑃𝐺𝐴 harus dikalikan dengan 𝑃𝐺𝐴 pada Tabel 2. 7.

sehingga didapatkan nilai 𝑎max = 0,16 gal untuk kala ulang 500 tahun dan 𝑎max =

0,19 gal untuk kala ulang 2500 tahun.

Sedangkan berdasarkan hasil analisis pada Tabel 4. 8, probabilitas risiko

kegempaan yang diperoleh adalah 𝑃𝐺𝐴 = 0,1012 gal untuk kala ulang 500 tahun

dan 𝑃𝐺𝐴 = 0,1251 gal untuk kala ulang 2500 tahun. Dengan cara yang sama,

didapatkan nilai 𝑎max = 0,17 gal untuk kala ulang 500 tahun dan 𝑎max = 0,20 gal

untuk kala ulang 2500 tahun.

81

4.3. Hasil Analisis Potensi Likuifaksi Metode Simplifikasi

4.3.1. Nilai 𝑪𝑺𝑹 (Seed and Idriss, 1971)

Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, perhitungan nilai 𝐶𝑆𝑅

dilakukan dengan menggunakan Persamaan 2. 45. Sedangkan koefisien

pengurangan stress 𝑟d dicari dengan menggunakan Persamaan 2. 46 sampai

Persamaan 2. 49. Analisis nilai 𝐶𝑆𝑅 dilakukan pada setiap lapisan tanah.

Dalam penelitian ini, percepatan gempa maksimum di permukaan tanah ditinjau

untuk dua probabilitas kejadian, yaitu gempa dengan kala ulang 500 tahun dan 2500

tahun. Sehingga akan diperoleh dua nilai 𝐶𝑆𝑅, yaitu akibat gempa 500 tahun dan

akibat gempa 2500 tahun. Untuk gempa kala ulang 500 tahun, digunakan nilai 𝑎max

= 0,17 gal. Sedangkan untuk gempa dengan kala ulang 2500 tahun, digunakan nilai

𝑎max = 0,20 gal. Hasil perhitungan 𝐶𝑆𝑅 diperlihatkan pada Tabel 4. 9.

4.3.2. Nilai 𝑪𝑹𝑹 (Youd and Idriss, 2001)

Perhitungan nilai 𝐶𝑅𝑅 dalam penelitian ini menggunakan Persamaan 2. 51 dan

Persamaan 2. 52. Karena momen magnitude dalam titik tinjau lebih besar dari 7,5

(𝑀𝑤 = 7,6), maka akan digunakan magnitude scale factor (𝑀𝑆𝐹) yang dihitung

dengan menggunakan persamaan 2. 54. Hasil perhitungan nilai 𝐶𝑅𝑅 pada titik B26

diperlihatkan pada Tabel 4. 10.

82

Tabel 4. 9 Hasil perhitungan CSR gempa kala ulang 500 tahun dan 2500 tahun untuk titik B26

500 years amax/g = 0.0173

2500 years amax/g = 0.0204

No. Depth

(m)

Thick-

ness

Soil

Description Condition 𝑵𝑺𝑷𝑻

sat ' V (kPa)

'V (kPa)

rd CSR

kN/m3 kN/m3 kN/m3 500 yrs 2500 yrs

1 -2.0 2.0 Gravelly silt submerged 14 18.997 20.499 10.689 41.04 21.42 0.9847 0.021 0.025

2 -3.5 1.5 Clayey silt submerged 8 17.533 19.767 9.957 70.69 36.35 0.9732 0.021 0.025

3 -5.0 1.5 Silt submerged 22 16.523 19.261 9.451 99.58 50.53 0.9618 0.021 0.025

4 -6.5 1.5 Silty sand submerged 6 16.033 18.017 8.207 126.60 62.84 0.9503 0.022 0.025

5 -8.0 1.5 Clayey silt submerged 7 17.533 18.767 8.957 154.75 76.27 0.9388 0.021 0.025

6 -9.5 1.5 Clayey silt submerged 3 17.033 18.017 8.207 181.78 88.58 0.9204 0.021 0.025

7 -11.0 1.5 Clayey silt submerged 7 17.533 18.767 7.723 209.93 100.17 0.8803 0.021 0.024

8 -12.5 1.5 Clayey silt submerged 14 17.533 19.767 7.723 239.58 111.75 0.8403 0.020 0.024

9 -14.0 1.5 Silt submerged 21 16.523 19.261 6.713 268.47 121.82 0.8002 0.020 0.023

10 -15.5 1.5 Clayey silt submerged 19 17.533 19.767 7.723 298.12 133.41 0.7602 0.019 0.023

11 -17.0 1.5 Silty clay submerged 16 18.201 20.101 8.391 328.27 145.99 0.7201 0.018 0.021

12 -18.5 1.5 Silty clay submerged 29 19.951 20.976 10.141 359.73 161.20 0.6801 0.017 0.020

13 -20.0 1.5 Silt submerged 19 16.523 19.261 6.713 388.63 171.27 0.6400 0.016 0.019

14 -21.5 1.5 Silt submerged 30 16.523 19.261 6.713 417.52 181.34 0.6000 0.016 0.018

15 -23.0 1.5 Silt submerged 39 17.523 19.761 7.713 447.16 192.91 0.5600 0.015 0.017

16 -24.5 1.5 Silt submerged 50 19.273 20.636 9.463 478.11 207.11 0.5000 0.014 0.017

83

Tabel 4. 10 Hasil perhitungan 𝐶𝑅𝑅 gempa kala ulang 500 tahun dan 2500 tahun untuk titik B26

No. Depth

(m)

Thick-

ness

Soil

Description Condition NSPT

'V (kPa)

CN CB CR CE CS (N1)60 CRR7.5 MSF Ks Ka CRR7.6

1 -2.0 2.0 Gravelly silt submerged 14 21.377 1.70 1.00 0.75 0.70 1.00 12.50 0.091 0.967 1.00 1.00 0.103

2 -3.5 1.5 Clayey silt submerged 8 36.312 1.66 1.00 0.80 0.70 1.00 7.43 0.046 0.967 1.00 1.00 0.048

3 -5.0 1.5 Silt submerged 22 50.489 1.41 1.00 0.85 0.70 1.00 18.42 0.152 0.967 1.00 1.00 0.147

4 -6.5 1.5 Silty sand submerged 6 62.799 1.26 1.00 0.95 0.70 1.00 5.03 0.027 0.967 1.00 1.00 0.023

5 -8.0 1.5 Clayey silt submerged 7 76.234 1.15 1.00 0.95 0.70 1.00 5.33 0.030 0.967 1.00 1.00 0.025

6 -9.5 1.5 Clayey silt submerged 3 88.544 1.06 1.00 0.95 0.70 1.00 2.12 0.008 0.967 1.00 1.00 0.007

7 -11.0 1.5 Clayey silt submerged 7 100.129 1.00 1.00 1.00 0.70 1.00 4.90 0.026 0.967 1.00 1.00 0.020

8 -12.5 1.5 Clayey silt submerged 14 111.714 0.95 1.00 1.00 0.70 1.00 9.27 0.062 0.967 1.00 1.00 0.048

9 -14.0 1.5 Silt submerged 21 121.783 0.91 1.00 1.00 0.70 1.00 13.32 0.099 0.967 1.00 1.00 0.077

10 -15.5 1.5 Clayey silt submerged 19 133.368 0.87 1.00 1.00 0.70 1.00 11.51 0.082 0.967 1.00 1.00 0.064

11 -17.0 1.5 Silty clay submerged 16 145.954 0.83 1.00 1.00 0.70 1.00 9.27 0.062 0.967 1.00 1.00 0.048

12 -18.5 1.5 Silty clay submerged 29 161.166 0.79 1.00 1.00 0.70 1.00 15.99 0.125 0.967 1.00 1.00 0.098

13 -20.0 1.5 Silt submerged 19 171.235 0.76 1.00 1.00 0.70 1.00 10.16 0.070 0.967 1.00 1.00 0.054

14 -21.5 1.5 Silt submerged 30 181.304 0.74 1.00 1.00 0.70 1.00 15.59 0.121 0.967 1.00 1.00 0.095

15 -23.0 1.5 Silt submerged 39 192.873 0.72 1.00 1.00 0.70 1.00 19.66 0.166 0.967 1.00 1.00 0.128

16 -24.5 1.5 Silt submerged 50 207.067 0.69 1.00 1.00 0.70 1.00 24.32 0.234 0.967 1.00 1.00 0.173

84

4.3.3. Faktor Keamanan (𝑺𝑭)

Faktor keamanan (𝑆𝐹) adalah perbandingan nilai 𝐶𝑅𝑅 dengan 𝐶𝑆𝑅. Apabila nilai

𝑆𝐹 lebih besar dari satu, maka tanah dianggap mampu menahan beban siklik,

sehingga tidak akan terjadi potensi likuifaksi. Sedangkan bila 𝑆𝐹 bernilai kurang

dari sama dengan 1, maka akan terjadi likuifaksi karena tanah tidak mampu

menahan beban siklik. Tabel 4. 11 berikut menunjukkan besarnya 𝑆𝐹 pada titik

tinjau B26 akibat gempa 500 tahun dan 2500 tahun.

Tabel 4. 11 Faktor keamanan potensi likuifaksi titik tinjau B26

No. Depth

(m)

Soil

Description Condition NSPT

CSR CRR

SF

500 yrs 2500 yrs 500 yrs 2500 yrs

1 -2.0 Gravelly silt submerged 14 0.021 0.025 0.088 4.13 3.50

2 -3.5 Clayey silt submerged 8 0.021 0.025 0.045 2.09 1.78

3 -5.0 Silt submerged 22 0.021 0.025 0.146 6.86 5.83

4 -6.5 Silty sand submerged 6 0.022 0.025 0.026 1.22 1.04

5 -8.0 Clayey silt submerged 7 0.021 0.025 0.029 1.33 1.13

6 -9.5 Clayey silt submerged 3 0.021 0.025 0.008 0.39 0.32

7 -11.0 Clayey silt submerged 7 0.021 0.024 0.025 1.22 1.03

8 -12.5 Clayey silt submerged 14 0.020 0.024 0.060 2.94 2.50

9 -14.0 Silt submerged 21 0.020 0.023 0.095 4.80 4.07

10 -15.5 Clayey silt submerged 19 0.019 0.023 0.079 4.13 3.50

11 -17.0 Silty clay submerged 16 0.018 0.021 0.060 3.27 2.78

12 -18.5 Silty clay submerged 29 0.017 0.020 0.121 7.08 6.01

13 -20.0 Silt submerged 19 0.016 0.019 0.067 4.11 3.49

14 -21.5 Silt submerged 30 0.016 0.018 0.117 7.52 6.39

15 -23.0 Silt submerged 39 0.015 0.017 0.161 10.99 9.33

16 -24.5 Silt submerged 50 0.014 0.017 0.226 15.88 13.49

Dari Tabel 4. 11 terlihat bahwa tidak ditemukan potensi likuifaksi di titik tinjau

B26. Selain itu, potensi likuifaksi tidak terjadi pada lapisan ke empat hingga lapisan

ke tujuh, walaupun pada ketiga lapisan tersebut memiliki nilai SF < 1,00 dan

mendekati satu. Hal ini dikarenakan jenis tanah pada lapisan tersebut merupakan

85

tanah lanau kelempungan. Sedangkan fenomena likuifaksi pada umumnya terjadi

pada tanah pasir atau tanah pasir kelanauan yang memiliki gradasi seragam.

Hasil analisis potensi likuifaksi diplot dalam peta Surakarta, yang terlihat pada

Gambar 4. 1 berikut. Untuk plotting peta potensi likuifaksi di Kota Surakarta

dengan periode ulang 500 tahun dan 2500 tahun, diberikan pada halaman lampiran.

Gambar 4. 1 Plotting hasil analisis potensi likuifaksi

86

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

5.1.1. Hasil Analisis Karakteristik Tanah

Berdasarkan data bore log yang ada, Kota Surakarta merupakan kota yang memiliki

muka air tanah yang cukup tinggi. Selain itu, Kota Surakarta memiliki jenis tanah

dominan lanau (silt), pasir (sand), lanau kepasiran (sandy silt) dan lanau

kelempungan (clayey silt). Ditemukan juga beberapa deposit tanah lempung (clay),

lempung kepasiran (sandy clay) dan lempung berkerikil (gravelly clay). Namun

deposit tanah jenis ini tidaklah banyak. Untuk tanah-tanah di atas, Kota Surakarta

termasuk wilayah dengan klasifikasi jenis tanah sedang, dengan nilai �̅�𝑠 = 276,12

m/dt.

5.1.2. Hasil Analisis Percepatan Gempa di Permukaan

Berdasarkan hasil analisis probabilitas risiko kegempaan dengan menggunakan

𝑃𝐺𝐴 rata-rata (𝑃𝐺𝐴̅̅ ̅̅ ̅̅ ), diperoleh 𝑃𝐺𝐴 = 0,0985 gal untuk kala ulang 500 tahun dan

𝑃𝐺𝐴 = 0,1217 gal untuk kala ulang 2500 tahun. Dengan mengalikan hasil 𝑃𝐺𝐴

dengan 𝐹𝑃𝐺𝐴, diperoleh percepatan gempa di permukaan tanah 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,16 gal

untuk kala ulang 500 tahun dan 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,19 gal untuk kala ulang 2500 tahun.

Berdasarkan hasil analisis probabilitas risiko kegempaan dengan menggunakan

𝑃𝐺𝐴𝑚𝑎𝑥, diperoleh 𝑃𝐺𝐴 = 0,1012 gal untuk kala ulang 500 tahun dan 𝑃𝐺𝐴 =

0,1251 gal untuk kala ulang 2500 tahun. Dengan cara yang sama, didapatkan nilai

87

𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,17 gal untuk kala ulang 500 tahun dan 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 0,20 gal untuk kala ulang

2500 tahun.

5.1.3. Hasil Analisis Potensi Likuifaksi Metode Simplifikasi

Analisis potensi likuifaksi dilakukan dengan menggunakan nilai percepatan gempa

di permukaan tanah 𝑎max = 0,17 gal untuk gempa 500 tahun dan 𝑎max = 0,20 gal

untuk gempa 2500 tahun. Analisis ini dilakukan terhadap 66 titik bor di Kota

Surakarta dan sekitarnya, dengan perincian 51 titik bor di Kota Surakarta dan 15

titik yang tersebar di Kerten, Pabelan dan Solo Baru yang masuk dalam wilayah

Kabupaten Sukoharjo.

Dari 51 titik di Kota Surakarta, tidak ditemukan potensi likuifaksi. Potensi

likuifaksi hanya ditemukan di wilayah Kabupaten Sukoharjo, di empat titik. Antara

lain titik B60, B61, B62 dan B66. Pada titik B60, B61, B62 dan B66, potensi

likuifaksi terjadi pada gempa 500 tahun dan 2500 tahun dengan perincian sebagai

berikut.

a. Titik B60 pada kedalaman 12,5 – 14,0 m, dengan jenis tanah lanau (silt).

Potensi juga ditemukan di kedalaman 15,5 – 17,0 m dengan jenis tanah lanau

kepasiran (sandy silt).

b. Titik B61 pada kedalaman 12,5 – 14,0 m, dengan jenis tanah lanau (silt).

c. Titik B62 pada kedalaman 11,5 – 13,0 m, dengan jenis tanah pasir (sand).

d. Titik B66 pada kedalaman 12,5 – 14,5 m, dengan jenis tanah pasir kelanauan

(silty sand).

88

5.2. Saran

Dalam penelitian, seringkali terjadi kebingungan dan kesalahan analisis.hal itu bisa

disebabkan karena referensi yang kurang sesuai, kesalahan pemilihan data

sekunder, serta kurang teliti dalam interpretasi data. Hal ini pun tak luput dari

penelitian ini. Sehingga apabila hendak melakukan penelitian yang serupa, peneliti

disarankan:

a. Dalam penentuan jenis tanah dari bore log, sesuaikan deskripsi tanah dengan

grain size analysis di kedalaman yang sama pada titik tinjau tersebut. Hal ini

dikarenakan pendeskripsian tanah di bore log dilakukan di lapangan, sehingga

hanya mengandalkan kepekaan dari tangan. Sehingga terdapat kemungkinan

terjadi perbedaan antara deskripsi tanah di bore log dengan deskripsi tanah dari

grain size analysis.

b. Pastikan data bore log dilengkapi dengan koordinat untuk memudahkan

plotting di peta. Karena terkadang, laboran lupa untuk mencantumkan

koordinat saat melakukan pengeboran. Apabila ditemui hal seperti ini, cobalah

tanyakan pada laboran yang bersangkutan.

c. Perhatikan posisi muka air tanah (ground water level), seperti pada

permasalahan koordinat. Laboran terkadang juga lupa mencantumkan posisi

muka air tanah. Apabila ditemui hal seperti ini, cobalah untuk survei di

lapangan melalui sumur penduduk setempat, atau dapat juga melakukan

interpolasi dari posisi muka air tanah di bore log lain yang berdekatan dengan

bore log tinjauan.

89

d. Dalam analisis Fungsi Atenuasi, sesuaikan persamaan yang dipakai dengan

mekanisme gempa yang terjadi. Untuk mekanisme gempa subduction, gunakan

persamaan Fungsi Atenuasi yang dibuat untuk gempa subduction, begitu pula

untuk mekanisme gempa sesar (slip). Selalu gunakan persamaan yang paling

terbaru sebagai referensi. Hal ini disebabkan analisis seismic hazard selalu

mengalami perkembangan dan pembaharuan.

e. Untuk data yang digunakan dalam analisis, sebaiknya tidak hanya mencari dari

satu instansi saja, sehingga dapat diperoleh data yang lebih banyak, dengan

sebaran yang lebih merata. Dengan demikian, hasil yang diperoleh pun akan

menjadi lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Aldiamar, F., Ridwan, M., Asrurifak, M. & Irsyam, M., 2010. Analisis dan Evaluasi

Faktor Amplifikasi Percepatan Puncak Gempa di Permukaan Tanah, s.l.:

s.n.

ASCE, 2010. Minimum Design Loads for Building and Other Structure. Virginia:

American Society of Civil Engineers.

Asrurifak, M., 2014. Peta Gempa Indonesia untuk Perencanaan Struktur Banguna

Tahan Gempa. Padang: Seminar HAKI-HATTI.

Asrurifak, M., Irsyam, M. & Budiono, B., 2009. Peta Hazard Sumatera di

Permukaan untuk BErbagai Kondisi TAnah dengan Model Sumber Gempa

3D dan FAktor Amplifikasi MEngikuti IBC-2009, Bali: PIT XII HATTI.

Asrurifak, M. et al., 2010. Peta Spektra Hazard Indonesia dengan Menggunakan

Model Gridded Seismicity untuk Sumber Gempa Background, Bandung:

Institut Teknologi Bandung.

Bandung, P. M. B. I. T., 2010. Laporan Akhir Pendayagunaan Peta Mikrozonasi

Gempa di DKI Jakarta, Bandung: Pusat Mitigasi Bencana Institut

Teknologi Bandung.

Boore, D. M., Joyner, W. B. & Fumal, T. E., 1997. Equations for Estimating

Horizontal Response Spectra and Peak Acceleration from Western North

America Earthquakes: A Summary of Recent Work. Seismological

Research Letters, pp. 128-153.

Boulanger, R. W., 2009. Soil Liquefaction During Earthquake-The Cliffs Notes

Version. California: Seminar for California Geoprofessionals Association.

Boulanger, R. W. & Idriss, I. M., 2004. Evaluating the Potential for Liquefaction

or Cyclic Failure of Silts and Clays, California: Department of Civil and

Environmental Engineering, University of California.

Budiono, A. D. A., 2011. Evaluasi Peak Ground Acceleration untuk Peta Gempa

Indonesia di Kota Padang, Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh

Nopember.

Budiono, B., 2011. Konsep SNI Gempa 1726-201X. Semarang: HAKI.

Das, B. M., 2010. Principles of Geotechnical Engineering. 7th ed. Stamford:

Cengage Learning.

Handayani, G., 2011. Mitgasi Bencana Alam. Bandung, Seminar Kontribusi Fisika

2011.

Hutapea, B. M. & Mangape, I., 2009. Analisis Hazard Gempa dan Usulan Ground

Motion pada Batuan Dasar untuk Kota Jakarta. Jurnal Teknik Sipil: Jurnal

Teoritis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil, pp. 121-132.

Idriss, I. M. & Boulanger, R. W., 2010. SPT-Based Liquefaction Triggering

Procedures, California: Department of Civil Environmental Engineering,

University of California.

Ikhsan, R., 2011. Analisis Potensi Likuifaksi dari Data CPT dan SPT dengan Studi

Kasus PLTU Ende Nusa Tenggara, Depok: Universitas Indonesia.

Indonesia, S. N., 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

BAngunan Gedung dan Non gedung, s.l.: Bandar Standarisasi Nasional.

Indonesia, T. R. P. G., 2010. Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi Peta Gempa

Indonesia 2010, Bandung: s.n.

Indra, F., Wahyudi & Sambodho, K., 2010. Analisa Soil Liquefaction akibat Gempa

Bumi berdasar Data SPT di Wilayah Pesisir Pacitan, Surabaya: Institut

Teknologi Sepuluh Nopember.

Irsyam, M. et al., 2008. Usulan Ground Motion untuk Batuan Dasar Kota Jakarta

dengan Periode Ulang 500 Tahun untuk Analisa Site Specific Response

Spectra, Jakarta: Seminar dan Pameran HAKI 2008.

Jananda, A. S., Fadillah, P., Partono, W. & Hardiyati, S., 2014. Pengembangan Peta

Kecepatan Gelombang Geser dan Peta Tahanan Penetrasi Standar di

Semarang. Jurnal Karya Teknik Sipil, III(1), pp. 167-176.

Joyner, W. B. & Boore, D. M., 1981. Peak Horizontal Acceleration and Velocity

from Strong Motion Records Including Records from the 1979 Imperial

Valley, California Earthquake. Bulletin of Seismological Society America,

pp. 2011-2038.

Joyner, W. B. & Boore, D. M., 1988. Measurement, Characterization and

Prediction of Strong Ground Motion. Utah, s.n., pp. 1-60.

Kramer, S. L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. London: Prentice Hall

International.

Kurnia, D., 2011. Evaluasi Percepatan Gempa untuk Peta Gempa Indonesia di

Kepulauan Mentawai, Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Mabrur, M., 2009. Analisa Potensi Likuifaksi pada Area Apron Bandar Udara

Medan Baru, Medan: Universitas Sumatera Utara.

Muntohar, A. S. & Wardani, S. P. R., 2010. Liquefaction Potential Post-Earthquake

in Yogyakarta. Taiwan, The Seventeenth Southeast Asian Geotechnical

Conference.

Pawirodikromo, W., 2012. Seismologi Teknik dan Rekayasa Kegempaan.

Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Ramadhan, A., 2011. Analisis Penggunaan Stone Column pada Derah BErpotensi

Likuifaksi Studi Kasus Proyek Airstrip Tanjung Ulie, Halmahera, Maluku

Utara, Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Seed, et al., 2001. Recent Advantages in Soil Liquefaction Engineering and Seismic

Site Response Evaluation. California, Fourth International Conference on

Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil

Dynamics and Symposium in Honor of Professor W. D. Liam Finn.

Situmorang, A. N. & Iskandar, R., 2009. Analisis Potensi Likuifaksi pada

Pembangunan Jembatan Sei Batang, Serangan-Langkat, Skripsi:

Universitas Sumatera Utara.

Soebowo, E., Sarah, D., Syahbana, A. J. & Kumoro, Y., 2009. Potensi Likuifaksi

berdasarkan Data CPT dan SPT di Daerah Anyer, Banten. Buletin Geologi

Tata Lingkungan, Volume 19, pp. 117-124.

Soebowo, E., Tohari, A. & Sarah, D., 2007. Sudi Potensi Likuifaksi di Daerah Zona

Patahan Opak Patalan-Bantul, Jojakarta. Bandung, Seminar

Geoteknologi Kontribusi Ilmu Kebumian dalam Pembangunan

Berkelanjutan.

Soebowo, E., Tohari, A. & Sarah, D., 2009. Potensi Likuifaksi akibat Gempa Bumi

berdasarkan Data CPT dan N-SPT di Daerah Patalan BAntul, Yogyakarta.

Jurnal Riset Geologi dan Pertambangan, Volume 19, pp. 85-97.

Towhata, I., 2008. Geotechnical Earthquake Engineering. Tokyo: Springer.

Tsukamoto, Y., Kawabe, S. & Kokusho, T., 2012. Soil Liquefaction Observed at

the Lower Stream of Tonegawa River during the 2011 of the Pacific Coast

of Tohoku Earthquake. Soils and Foundation, Volume 52, pp. 987-999.

Youd, et al., 2001. Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the

1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshop on Evaluation of

Liquefaction Resistance of Soils. Journal of Geotechnical and

Geoenvironmental Engineering, pp. 817-833.

Youngs, R. R., Chiou, S. J. & Humphrey, J. R., 1997. Strong Ground Motion

Attenuation Relationship for Subduction Zone Earthquakes. Seismological

Research Letters, pp. 58-73.

Yunita, W., 2011. Mikrozonasi Gempa Jakarta dengan Periode Ulang 500 Tahun,

Bandung: Institut Teknologi Bandung.