Analisis Mitigasi Likuifaksi Dengan Metode Stone Column Pada Proyek Pembangunan Runway 3 Bandara Soekarno-Hatta (Proposal) [PDF]

Citation preview

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN



ANALISIS MITIGASI LIKUIFAKSI DENGAN METODE STONE COLUMN PADA PROYEK PEMBANGUNAN RUNWAY 3 BANDARA SOEKARNO–HATTA



PROPOSAL SKRIPSI DISUSUN OLEH :



BILLY OTNIEL SAPAN 2015 – 21 – 075



PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL JAKARTA, 2019



PERSETUJUAN SIDANG PROPOSAL SKRIPSI



Nama



: Billy Otniel Sapan



NIM



: 2015 – 21 – 075



Judul Tugas Akhir



: Analisis Mitigasi Likuifaksi Dengan Metode Stone Column Pada Proyek Pembangunan Runway 3 Bandara Soekarno-Hatta



Telah disetujui untuk dipresentasikan pada Sidang Proposal Tugas Akhir di Program Sarjana, Program Studi Teknik Sipil Sekolah Tinggi Teknik – PLN.



Jakarta, 13 Mei 2019 Menyetujui:



Mengetahui:



Pembimbing Skripsi



Ketua Departemen



Dyah Pratiwi K., S.T., M.T.



Abdul Rokhman, S.T., M.Eng.



DAFTAR ISI Hal. Persetujuan Sidang Proposal Skripsi........................................................ Daftar Isi....................................................................................................... Daftar Tabel.................................................................................................. Daftar Gambar............................................................................................. BAB I Pendahuluan..................................................................................... 1.1 Latar Belakang................................................................................... 1.2 Permasalahan Penelitian................................................................... 1.2.1 Identifikasi Masalah.................................................................. 1.2.2 Ruang Lingkup Masalah........................................................... 1.2.3 Rumusan Masalah.................................................................... 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian.......................................................... 1.3.1 Tujuan Penelitian...................................................................... 1.3.2 Manfaat Penulisan.................................................................... BAB II Landasan Teori................................................................................ 2.1 Tinjauan Pustaka............................................................................... 2.2 Landasan Teori.................................................................................. 2.2.1 Likuifaksi................................................................................... 2.2.1.1 Definisi likuifaksi........................................................... 2.2.1.2 Faktor yang memengaruhi likuifaksi............................ 2.2.2 Metode umum untuk mengevaluasi potensi likuifaksi (Seed & Idriss, 1970).............................................................. 2.2.3 Metode simplifikasi.................................................................. 2.2.3.1 Evaluasi CSR (cyclic stress ratio)............................... 2.2.3.2 Evaluasi CRR (cyclic resistance ratio)........................ 2.2.3.3 Faktor Aman, FS.........................................................



2.2.4 Penggunaan software ProShake 2.0 – Educational Version dalam evaluasi potensi likuifaksi............................... 2.2.4.1 Soil model................................................................... 2.2.4.2 Motion data................................................................. 2.2.5 Stone column........................................................................... 2.2.5.1 Definisi stone column.................................................. 2.2.5.2 Spesifikasi stone column............................................ 2.2.5.4 Fungsi stone column................................................... 2.2.6 Desain stone column (Priebe, 1995)....................................... 2.2.6.1 Penentuan pola pemasangan..................................... 2.2.6.2 Luas penampang........................................................ 2.2.6.3 Basic improvement factor, n0...................................... 2.2.6.4 Pertimbangan



kemampumampatkan



tanah,



ΔA/AC.......................................................................... 2.2.6.5 Reduced improvement factor, n1................................ 2.2.6.6 Improvement factor, n................................................. 2.2.6.7 Faktor aman, FS’........................................................ 2.3 Kerangka Pemikiran.......................................................................... BAB III Metode Penelitian.......................................................................... 3.1 Analisis Kebutuhan........................................................................... 3.1.1 Jenis penelitian........................................................................ 3.1.2 Fokus penelitian....................................................................... 3.1.3 Pemilihan lokasi penelitian...................................................... 3.1.4 Sumber data............................................................................ 3.1.5 Metode analisis........................................................................ 3.2 Perancangan Penelitian.................................................................... 3.3 Teknik Analisis.................................................................................. 3.3.1 Analisis performa stone column.............................................. 3.3.2 Analisis CSR menggunakan software ProShake 2.0 – Educational Version................................................................ 3.4 Jadwal Penelitian..............................................................................



Daftar Pustaka............................................................................................



DAFTAR TABEL Hal. Tabel 2.1



Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan Tiap Pengujian Lapangan (Youd et al., 2001).............................



Tabel 2.2



Koreksi nilai SPT (Youd et al., 2001)...................................



Tabel 3.1



Jadwal penelitian..................................................................



DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1



Zona kerentanan flow liquefaction........................................



Gambar 2.2



Apartemen runtuh akibat flow liquefaction saat gempa Niigata tahun 1964 (Foto oleh T. Leslie Youd, USGS)...................................................................................



Gambar 2.3



Zona kerentanan cyclic mobility (Kramer, 1996)..................



Gambar 2.4



Lateral



spreading



akibat



likuifaksi



di



Danau



Amatiltan, Guatemala saat gempa Guatemala tahun 1976 (foto oleh S. B. Bonis, USGS)...................................... Gambar 2.5



Metode Evaluasi Potensi Likuifaksi (Seed & Idriss, 1970)....................................................................................



Gambar 2.6



Grafik hubungan rd dengan kedalaman (Idriss & Boulanger, 2010)..............................................................



Gambar 2.7



Variasi



Δ(N1)60



terhadap



kadar



butir



halus



berdasarkan (a) Youd et al. (2001) (b) Cetin et al. (2004) (Idriss & Boulanger, 2010)........................................ Gambar 2.8



Hubungan



antara



CRR7,5



dan



(N1)60



cs



(Idriss



& Boulanger, 2010).............................................................. Gambar 2.9



Hubungan MSF dan magnitudo gempa (Youd et al., 2001)....................................................................................



Gambar 2.10 Hubungan MSF dan magnitudo gempa (Idriss & Boulanger, 2010).............................................................. Gambar 2.11 Peta sumber gempa Indonesia (PuSGeN, 2017)................ Gambar 2.12 Hubungan Faktor koreksi overburden K σ (Idriss & Boulanger, 2010)..............................................................



Gambar 2.13 Tampilan jendela baru ProShake 2.0 – Educational Version................................................................................. Gambar 2.14 Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 10% dalam 50 tahun....................... Gambar 2.15 Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun......................... Gambar 2.16 Tipe pemasangan stone column a) fixed type improvement;



b)



floating



type



improvement



(Ramadhan, 2011)............................................................... Gambar 2.17 tipe pemasangan segitiga sama sisi (kiri) dan persegi (kanan) (Shirazi, Zarrin, & Valipourian, 2015)...................... Gambar 2.18 luas penampang unit cell segitiga sama sisi (kiri) dan persegi (kanan) (Indian Standard, 2003)............................. Gambar 2.19 grafik basic improvement factor (Priebe, 1995)................... Gambar 2.20 grafik kompresibilitas stone column (Priebe, 1995)............ Gambar 2.21 tekanan residual pada tanah setelah pemasangan stone column (Priebe, 1995)............................................... Gambar 3.1



Lokasi Penelitian (Gambar: Google Maps)..........................



Gambar 3.2



Diagram alir penelitian..........................................................



Gambar 3.3



Diagram alir analisis performa stone column.......................



Gambar 3.4



Menu deskripsi proyek.........................................................



Gambar 3.5



Menu data tanah..................................................................



Gambar 3.6



Menu data getaran gempa...................................................



Gambar 3.7



Menu solution manager........................................................



Gambar 3.8



Contoh tabel nilai CSR.........................................................



Gambar 3.9



Contoh grafik nilai CSR........................................................



BAB I PENDAHULUAN I.1



Latar Belakang Tanggal 28 September 2018, gempa bumi besar dengan magnitudo 7,5



mengguncang pulau Sulawesi, Indonesia (Sassa & Takagawa, 2019). Gempa ini menyebabkan likuifaksi yang luas dan longsor. Diperkirakan telah memakan korban lebih dari 1.500 jiwa dan sekitar 1.000 jiwa masih terkubur (Sanusi, 2018). Kejadian ini mengingatkan perlunya mitigasi bencana agar kelak dapat mengurangi kerugian bencana alam yang mungkin terjadi di kemudian hari. Penelitian menunjukkan lapisan tanah pada daerah tersebut terdiri dari pasir di bagian atas, lanau di bagian tengah dan lempung di bagian bawah (Widyaningrum & Murtianto, 2012). Pasir berwarna abu-abu, lepas, pemilahan jelek, porositas baik, permeabilitas baik dengan ketebalan 1 – 7,2 m. Dari peta muka air tanah dapat diketahui bahwa daerah penyelidikan memiliki muka air tanah dangkal (< 12 m). Lapisan pasir yang tebal dengan muka air tanah dangkal sangat rawan terhadap bahaya likuifaksi jika terjadi tegangan siklik yang cukup besar (misalnya gempa bumi, ledakan, dan getaran mesin). Bandar Udara Internasional Soekarno Hatta merupakan bandara tersibuk di Indonesia dengan jumlah pergerakan sebanyak 463.068 pesawat dengan penumpang sebanyak 65.667.506 orang per tahun 2018 (PT. Angkasa Pura II (Persero), 2019). Saat ini Bandar Udara Internasional Soekarno Hatta mengoperasikan 2 buah runway sehingga tidak mampu menampung jumlah pergerakan pesawat. Untuk itu PT. Angkasa Pura II memutuskan untuk membangun runway baru guna meningkatkan pelayanan pada Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta. Runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno - Hatta dibangun disisi utara Terminal 3. Hasil penyelidikan tanah menunjukkan adanya lapisan tanah granular pada stratigrafi tanah dasar. Lapisan tanah ini cukup tebal sehingga perlu diadakan perbaikan tanah sebagai mitigasi potensi likuifaksi di lokasi



runway 3. Teknik yang paling menjanjikan yang umum digunakan untuk mitigasi bencana



kegempaan



adalah



ekskavasi



dan



penggantian,



densifikasi,



perkuatan, grouting dan mixing, dan teknik drainase (Sharma, 2010). Teknik yang digunakan pada konstruksi runway 3 adalah perkuatan dengan metode stone column. Stone column dianggap sebagai salah satu teknik perbaikan tanah yang paling serba guna dan efektif biaya (Isaac & S., 2009). Stone column telah digunakan secara luas pada lapisan yang lemah untuk meningkatkan kapasitas dukung tanah, mengurangi penurunan struktur pondasi dan mempercepat konsolidasi. Keuntungan lainnya adalah kemudahan metode pelaksanaan pekerjaan stone column. Kondisi tektonik daerah Bandar Udara Internasional Soekarno-Hatta merupakan alasan pemilihan topik ini. Bandar Udara Internasional SoekarnoHatta dekat dengan Patahan Sunda yang potensi kegempaannya cukup tinggi. Konstruksi yang dibangun harus memiliki mitigasi terhadap risiko kegempaan agar dapat mengurangi korban jiwa maupun material. Penyelidikan tanah harus dilakukan



sebelum



dimulainya



konstruksi



sehingga



dapat



dilakukan



pertimbangan-pertimbangan teknis dalam mendesain suatu konstruksi. Penelitian serupa telah dilaksanakan oleh Ramadhan (2011). Analisis nilai potensi likuifaksi dilakukan dengan bantuan software NERA dan SHAKE2000. Kesimpulan dari penelitian tersebut adalah faktor keselamatan meningkat setelah pemasangan stone column dan menghasilkan lapisan tanah yang aman dari bahaya likuifaksi. I.2



Permasalahan Penelitian



I.2.1



Identifikasi Masalah Investigasi tanah menunjukkan adanya lapisan granular pada stratigrafi



tanah dasar. Lapisan granular tersebut memiliki potensi likuifaksi yang tinggi. Kejenuhan tanah dan pembebanan siklik dapat memicu likuifaksi pada lapisan tanah granular. Berdasarkan informasi tersebut, maka masalah yang terdapat pada proyek pembangunan Bandar Udara Internasional Soekarno-Hatta adalah



adanya lapisan tanah dasar yang memiliki potensi likuifaksi dan perlu adanya perbaikan tanah guna menciptakan struktur yang stabil bagi konstruksi diatasnya. I.2.2



Ruang Lingkup Masalah Lingkup penelitian tugas akhir ini adalah studi kasus pembangunan



runway. Lokasi studi berada di Bandar Udara Internasional Soekarno-Hatta, Tangerang, Banten. Ruang lingkup masalah yang diangkat dalam tugas akhir ini adalah 1.



Mencari nilai potensi likuifaksi dengan bantuan software ProShake 2.0 Educational Version.



2.



Mendesain penggunaan stone column untuk mengurangi potensi likuifaksi.



3.



Analisis performa stone column berdasarkan desain yang dibuat.



4.



Tidak membahas manajemen semua item pekerjaan, metode pekerjaan, serta biaya.



I.2.3



Rumusan Masalah Rumusan masalah yang diangkat pada tugas akhir ini adalah



1.



Berapa estimasi nilai potensi likuifaksi pada runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta?



2.



Bagaimana perbandingan safety factor terhadap potensi likuifaksi sebelum dan sesudah pemasangan stone column runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta?



3.



Bagaimana desain stone column yang tepat untuk mengurangi potensi likuifaksi pada runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta?



I.3



Tujuan dan Manfaat Penelitian



I.3.1



Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah



1.



Memperoleh estimasi nilai potensi likuifaksi pada runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta.



2.



Memperoleh perbandingan safety factor terhadap potensi likuifaksi sebelum dan sesudah pemasangan stone column runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta.



3.



Membuat desain stone column yang tepat untuk mengurangi potensi likuifaksi pada runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta.



I.3.2



Manfaat Penulisan Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah



1.



Memperoleh nilai potensi likuifaksi serta safety factor daerah studi kasus dengan bantuan software ProShake 2.0 – Educational Version.



2.



Sebagai referensi analisis desain stone column pada daerah berpotensi likuifaksi bagi penelitian yang mengangkat masalah yang sama.



3.



Sebagai masukan untuk proyek pembangunan runway 3 Bandar Udara Internasional Soekarno – Hatta.



BAB II LANDASAN TEORI II.1



Tinjauan Pustaka Reynell (2007) melakukan analisis awal risiko gempa bumi Jakarta Barat



dan Selatan. Penelitian diawali dengan menganalisis percepatan gempa di permukaan tanah di kota Jakarta menggunakan program EduShake. Penelitian menggunakan model tanah Vucetic and Dobry (1991). Kondisi getaran gempa yang digunakan adalah gempa El-Centro. Hasilnya daerah Jakarta Barat memiliki lebih banyak daerah berbahaya dibandingkan Jakarta Selatan. Kusumawardani (2009) menyatakan analisis mengenai fenomena likuifaksi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Salah satunya dengan menggunakan tes in situ. Pengujian SPT dan CPT lebih cenderung digunakan oleh para praktisi dikarenakan kemudahan mobilisasi alat tersebut di area yang akan dianalisis, karena area tersebut biasanya merupakan deposit tanah yang cenderung kecil daya dukungnya. Situmorang and Iskandar (2012) melakukan analisis potensi likuifaksi di Jembatan Sei Batang Serangan – Langkat, Sumatera Utara. Penelitian dilakukan mulanya dengan menganalisis nilai percepatan gempa di permukaan tanah menggunakan program



EduShake. Pengujian dilakukan dengan



karakteristik gempa El-Centro karena kondisi getaran gempa yang sama dengan getaran di lokasi pengujian. Periode ulang gempa yang digunakan adalah 100 tahun. Kemudian dilakukan analisis potensi likuifaksi pada dua lokasi pengujian. Hasilnya potensi likuifaksi pada lokasi I dijumpai pada kedalaman 11 m dimana dijumpai lapisan pasir lepas pada kedalaman 3 m – 14 m. Sedangkan pada lokasi II potensi likuifaksi dijumpai pada kedalaman 11,5 m dimana terdapat lapisan pasir lepas pada kedalaman 1 m – 12,5 m. Lonteng, Balamba, Monintja, and Sarajar (2013) menganalisis potensi likuifaksi di PT. PLN (PERSERO) UIP KIT SULMAPA PLTU 2 Sulawesi Utara dengan beberapa variasi muka air tanah, yakni 0,55 m, 0,25 m dan 0,1 m.



Hasilnya semakin kecil nilai faktor muka air tanah (MAT) atau semakin dangkal, maka nilai faktor keamanan likuifaksi semakin kecil. Faktor keamanan yang lebih besar dari satu artinya tidak terjadi bahaya likuifaksi. Ramadhan (2011) menyatakan stone column memengaruhi parameter tanah sekitar antara lain pengurangan void ratio, peningkatan tegangan efektif, penurunan tegangan air pori sisa, peningkatan kepadatan relatif, peningkatan shear wave velocity, peningkatan daya dukung, perubahan stratifikasi lapisan tanah sekitar dan pereduksian percepatan gempa permukaan. Faktor keselamatan meningkat setelah pemasangan stone column dan menghasilkan tanah yang aman dari bahaya likuifaksi. Maduro, Molina, Castillo, Lias, and Salvi (2004) melakukan pengujian lapangan terhadap tiga area pengujian dengan pola pemasangan stone column segitiga sama sisi, masing-masing dengan spasi 2,75 m, 3,0 m, dan 3,3 m. Hasilnya peningkatan kepadatan pada lapisan pasir hingga pasir kelanauan hingga mencapai nilai yang diperlukan untuk mitigasi likuifaksi. Pengeboran pasca perbaikan menunjukkan nilai N-SPT antara 11 sampai 30, sangat kontras dengan pra perbaikan yang menunjukkan nilai 3 hingga 17. II.2



Landasan Teori



II.2.1



Likuifaksi



II.2.1.1 Definisi likuifaksi Likuifaksi merupakan gejala peluluhan pasir lepas yang bercampur dengan air akibat guncangan gempa dimana gaya pemicu melebihi gaya yang dimiliki



litologi



setempat



dalam



menahan



guncangan



(Widyaningrum



& Murtianto, 2012). Hal ini bisa menyebabkan beberapa kejadian seperti penurunan cepat (quick settlement), pondasi bangunan menjadi miring (tilting) atau penurunan sebagian (differential settlement), dan mengeringnya air sumur yang tergantikan oleh material non kohesif. Istilah likuifaksi pertama kali dicetuskan oleh Mogami and Kubo (1953). Percobaan dilakukan dengan membuat timbunan pasir kemudian digetarkan



menunjukkan pada amplitudo dan frekuensi tertentu, pasir bersifat seperti cairan. Fenomena ini sering terjadi pada lapisan pasir saat mengalami gempa bumi. Tanah non-kohesif cenderung memadat saat terjadi beban statis maupun siklik. Namun saat tanah non-kohesif jenuh, pemadatan yang terjadi saat pembebanan dalam keadaan tak terdrainase menyebabkan tegangan air pori sisa meningkat dan tegangan efektif menurun (Kramer, 1996). Fenomena likuifaksi akibat proses ini dapat dibagi menjadi dua: flow liquefaction dan cyclic mobility. a.



Flow liquefaction Flow liquefaction diakibatkan oleh beban siklik ketika tegangan geser



yang dibutuhkan untuk keadaan statis lebih besar dari kekuatan tanah untuk keadaan diam. Di lapangan, tegangan geser ini terjadi akibat gravitasi dan tetap konstan hingga terjadi deformasi. Flow liquefaction akan terjadi saat tegangan efektif bergeser dari keadaan stabil menuju garis FLS (Flow Liquefaction Surface) yakni kondisi tegangan efektif tanah untuk mulai berdeformasi.



Gambar 2.1 Zona kerentanan flow liquefaction



Gambar 2.2 Apartemen runtuh akibat flow liquefaction saat gempa Niigata tahun 1964 (Foto oleh T. Leslie Youd, USGS) b.



Cyclic mobility Cyclic mobility merupakan kebalikan dari flow liquefaction. Cyclic



mobility terjadi ketika tegangan geser statis (tegangan geser yang diperlukan untuk keadaan statis tanah) lebih kecil daripada kuat geser tanah saat keadaan likuifaksi terjadi. Cyclic mobility diakibatkan oleh tegangan statis maupun siklik. Deformasi yang terjadi dinamakan lateral spreading, dapat terjadi pada area dengan kemiringan landai maupun datar yang dekat dengan tubuh air. Jika terdapat struktur di daerah tersebut, lateral spreading dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan.



Gambar 2.3 Zona kerentanan cyclic mobility (Kramer, 1996)



Gambar 2.4 Lateral spreading akibat likuifaksi di Danau Amatiltan, Guatemala saat gempa Guatemala tahun 1976 (foto oleh S. B. Bonis, USGS) II.2.1.2 Faktor yang memengaruhi likuifaksi Menurut Seed and Idriss (1970) potensi likuifaksi deposit tanah tergantung pada karakteristik tanah, tegangan tanah awal serta karakteristik gempa yang terjadi. Faktor-faktor tersebut adalah a.



Jenis tanah Tanah non-kohesif dikategorikan berdasarkan distribusi ukuran butir.



Beberapa penelitian menunjukkan tanah butiran seragam lebih rentan likuifaksi dibandingkan tanah bergradasi baik. b.



Kepadatan relatif atau void ratio Menurut pengujian Casagrande pada tanah non-kohesif, kerentanan



tanah terhadap likuifaksi ditentukan oleh void ratio atau kerapatan relatif. Semakin padat pasir maka potensi likuifaksi semakin kecil, demikian juga sebaliknya. c.



Tekanan kekang awal Pengujian laboratorium oleh banyak peneliti menunjukkan pada



kepadatan tertentu, tegangan yang diperlukan untuk terjadinya likuifaksi akibat



beban siklik meningkat seiring tekanan kekang awal. Potensi likuifaksi tanah menurun seiring peningkatan tekanan kekang. d.



Intensitas guncangan tanah Kerentanan terhadap likuifaksi selama gempa tergantung pada besaran



tegangan atau regangan tanah akibat gempa, sehingga berhubungan dengan intensitas guncangan tanah. Semakin sering guncangan terjadi pada tanah maka potensi likuifaksi pada tanah tersebut akan semakin besar. e.



Durasi guncangan tanah Dibutuhkan waktu yang cukup untuk terbentuknya tegangan siklik yang



cukup untuk menimbulkan likuifaksi dan ketidakstabilan. Jika durasi guncangan kurang dari 45 detik, tidak ada likuifaksi maupun ketidakstabilan yang akan terjadi. II.2.2



Metode umum untuk mengevaluasi potensi likuifaksi (Seed & Idriss, 1970) Metode untuk mengevaluasi potensi likuifaksi didasarkan pada faktor-



faktor yang memengaruhi diatas. Langkah-langkah yang dilakukan adalah 1.



Setelah menentukan kondisi tanah dan desain gempa, tentukan time history tegangan geser akibat gempa pada kedalaman yang berbeda dalam tanah.



2.



Konversikan riwayat tegangan menjadi siklus tegangan seragam dengan dan gambarkan diagram tegangan seragam sebagai fungsi kedalaman pada gambar 2.5.



3.



Tentukan tegangan geser siklik yang akan menyebabkan likuifaksi sesuai kedalaman seperti poin b sesuai penyelidikan tanah di laboratorium. Tegangan geser siklik ini merepresentasikan gempa tertentu yang harus diperhitungkan.



4.



Bandingkan tegangan geser yang dihasilkan gempa dengan tegangan geser yang menyebabkan likuifaksi, tentukan zona mana yang mungkin terjadi likuifaksi.



Gambar 2.5 Metode Evaluasi Potensi Likuifaksi (Seed & Idriss, 1970) II.2.3



Metode simplifikasi Menurut Youd et al. (2001) evaluasi tahanan likuifaksi tanah dihitung



oleh dua variabel, yakni: kebutuhan seismik dalam lapisan tanah, dinyatakan dalam CSR; dan kapasitas tanah untuk menahan likuifaksi, dinyatakan dalam CRR. Metode simplifikasi yang digunakan pada tugas akhir ini memiliki basis pada data N-SPT yang digunakan pada tahap mengevaluasi nilai CSR dan nilai CRR. Untuk nilai N-SPT yang diberikan, metode simplifikasi membandingkan nilai CSR yang diperoleh akibat beban gempa yang terjadi dengan nilai CRR yang dimiliki tanah sebagai tahanan likuifaksi. II.2.3.1 Evaluasi CSR (cyclic stress ratio) Seed and Idriss (1970) memformulasikan persamaan di bawah ini untuk menghitung cyclic stress ratio: CSR=



( )( )



τ av a max σ vo =0,65 rd ' g σ vo σ 'vo



(2.1)



Dimana: amax



: percepatan horizontal puncak pada permukaan



a.



g



: percepatan gravitasi



σvo



: tegangan overburden total



σ‘vo



: tegangan overburden efektif



rd



: koefisien reduksi tegangan



Koefisien reduksi tegangan, rd Koefisien reduksi tegangan untuk proyek yang tidak kritis dapat



digunakan persamaan berikut untuk estimasi nilai r d (Liao & Whitman, 1986). r d =1,0−0,00765 ∙ z ; untuk z ≤ 9,15 m



(2.2)



r d =1,174−0,0267 ∙ z ; untuk 9,15 m< z ≤ 23 m



(2.3)



Dimana: z



: kedalaman dibawah permukaan (m)



Robertson dan Wride (2001) menyarankan persamaan untuk kedalaman lebih lanjut. r d =0,744−0,008 ∙ z ; untuk 23 m< z ≤ 30 m



(2.4)



r d =0,5 ; untuk z >30 m



(2.5)



T. F. Blake (2001) merumuskan persamaan sebagai alternatif dari persamaan-persamaan diatas. rd =



( 1,000−0,4113 ∙ z 0,5 + 0,04052∙ z+ 0,001753∙ z 1,5 )



( 1,000−0,4177∙ z 0,5 +0,05729 ∙ z +0,006205 ∙ z1,5 + 0,00121∙ z 2)



(2.6)



Idriss and Boulanger (2010) menggambarkan hubungan antara koefisien reduksi tegangan dan kedalaman pada gambar 2.6.



Gambar 2.6 Grafik hubungan rd dengan kedalaman (Idriss & Boulanger, 2010) II.2.3.2 Evaluasi CRR (cyclic resistance ratio) Metode yang paling masuk akal untuk mengevaluasi CRR adalah dengan mengambil dan menguji sampel tak terganggu di laboratorium. Namun, pengujian laboratorium tidak dapat diketahui dengan pasti karena contoh tanah granular akan terganggu akibat teknik pengambilan sampel. Oleh karena itu, pengujian lapangan menjadi pilihan terbaik untuk investigasi likuifaksi. Beberapa pengujian lapangan sudah umum digunakan untuk mengevaluasi tahanan likuifaksi, yakni standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT), pengukuran shear wave velocity (Vs), dan Becker penetration test (BPT). SPT dan CPT umumnya dipilih karena data yang lebih luas dan pengalaman. Keuntungan dan kekurangan tiap metode pengujian dapat dilihat pada tabel 2.1.



Tabel 2.1 Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan Tiap Pengujian Lapangan (Youd et al., 2001) Jenis Pengujian karakteristik SPT Pengukuran terdahulu



CPT



Vs



BPT



Melimpah



Melimpah



Terbatas



Jarang



Sifat-sifat tegangan-



Terdrainase



Terdrainase,



Tegangan



Terdrainase



regangan yang



sebagian,



tegangan



kecil



sebagian,



memengaruhi



tegangan



besar



pengujian



besar



Quality control dan



Buruk hingga



mampu diulang



baik



Deteksi ragam deposit



Baik jika



tanah



jarak antar



pada situs likuifaksi



tegangan besar



Sangat Baik



Baik



Buruk



Sangat baik



Sedang



Sedang



Non kerakal



Semua



Utamanya



pengujian kecil Jenis tanah yang



Non kerakal



direkomendasikan



kerakal



untuk diuji Pengambilan contoh



Ya



Tidak



Tidak



Tidak



Indeks



Indeks



Sifat



Indeks



tanah Indeks pengukuran pengujian atau sifat-



Teknis



sifat teknis



Hingga saat ini, evaluasi potensi likuifaksi yang banyak digunakan adalah berdasarkan nilai SPT. Tugas akhir ini melakukan evaluasi likuifaksi berdasarkan nilai SPT. a.



Koreksi tahanan penetrasi, (N1)60 CRR tanah umumnya dikorelasikan pada parameter in situ seperti



jumlah tumbukan SPT (pukulan per kaki), tahanan penetrasi CPT atau shear wave velocity, Vs. Jumlah tumbukan SPT dipengaruhi oleh sejumlah detail



prosedur (panjang batang, energi penumbuk, detail sampel, ukuran lubang bor) dan oleh tegangan overburden efektif. Sehingga, korelasi CRR didasarkan pada koreksi tahanan penetrasi:



( N 1 )60=C N C E C R C B C S N m



(2.7)



Dimana: (N1)60



: jumlah pukulan SPT pada tekanan overburden kirakira 100 kPa dan efisiensi penumbuk 60%



CN



: faktor koreksi overburden



CE



: faktor koreksi untuk rasio energi penumbuk



CR



: faktor koreksi batang



CB



: faktor koreksi untuk diameter lubang bor yang tidak standar



CS



: faktor koreksi untuk metode pengambilan sampel



Nm



: jumlah pukulan SPT terukur



Nilai faktor koreksi dapat dilihat pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Koreksi nilai SPT (Youd et al., 2001) Faktor Pengaruh



Tekanan overburden



Rasio energi



Diameter lubang bor



Panjang batang Metode pengambilan sampel



Variabel Peralatan



Donut hammer Safety hammer Automatic-trip Donuttype hammer 65-115 mm 150 mm 200 mm