Definisi Tanah Definisi Likuifaksi

Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. likuifaksi terjadi di beberapa daerah di Aceh dan Nias. Hal ini mengindikasikan beberapa dataran di Pulau Sumatera tidak aman terhadap bahaya likuifaksi apabila terjadinya gempa besar.

2.2. Definisi Tanah

Pada kondisi alami, tanah terdiri dari campuran butiran – butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran – butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Tanah berasal dari pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat- sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat batuan induk yang merupakan material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut. Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan di belakang material unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang mengandung lanau dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya. Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang di antara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian partially saturated. Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol. Tanah pada kondisi jenuh, umumnya tanah lebih berbahaya terhadap bangunan struktur dibandingkan dengan tanah dalam kondisi kering. Likuifaksi merupakan salah satu bahaya yang berpotensi terjadi pada tanah dalam kondisi jenuh.

2.3. Definisi Likuifaksi

2.3.1. Pengertian Likuifaksi Likuifaksi merupakan fenomena hilangnya kekuatan lapisan tanah akibat getaran. Getaran yang dimaksud dapat berupa getaran yang berasal dari gempa bumi maupun yang berasal dari pembebenan cepat lainnya. Ketika mengalami getaran tersebut sifat lapisan tanah berubah menjadi seperti cairan sehingga tak mampu menopang beban bangunan di dalam atau di atasnya. Likuifaksi biasanya terjadi pada tanah yang jenuh air, dimana seluruh rongga-rongga dari tanah tersebut dipenuhi oleh air. Pada saat mengalami getaran, air ini memberikan suatu tekanan di partikel-partikel tanah sehingga mempengaruhi kepadatan dari tanah tersebut. Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. Sebelum terjadinya gempa bumi, tekanan air pada suatu tanah secara relatif rendah. Namun setelah menerima getaran, tekanan air dalam tanah meningkat, sehingga dapat menggerakkan partikel- partikel tanah dengan mudah. Setelah digerakkan oleh air, maka partikel tanah tidak memiliki lagi kekuatan atau daya dukung, sehingga daya dukung tanah sepenuhnya berasal dari tegangan air pori. Pada kondisi ini, tanah sudah berbentuk cairan yang tidak lagi memiliki kestabilan, sehingga beban - beban yang ada di atas tanah tersebut seperti beban dari struktur bangunan akan ambles kedalam tanah. Sebaliknya tangki – tangki yang berada di dalam tanah akan mengapung dan muncul kepermukaan tanah. Penggetaran pada tanah yang paling sering memicu peningkatan tegangan air pori adalah penggetaran yang berasal dari gempa bumi, tetapi aktivitas-aktivitas yang berkaitan konstruksi seperti peledakan dapat juga menyebabkan peningkatan tegangan air pori tersebut. 2.3.2. Syarat terjadinya likuifaksi Likuifaksi hanya bisa terjadi dengan syarat tertentu, apabila suatu tanah tidak memenuhi syarat-syarat tersebut, maka tanah tersebut tidak berpotensi untuk terjadi likuifaksi. Oleh karena itu perencana pembangunan harus menghindari tanah-tanah yang telah memenuhi syarat-syarat terjadinya likuifaksi. Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. Likuifaksi biasanya terjadi pada tanah atau lahan yang tidak padat. Misalnya tanah yang terbentuk dari pasir, endapan bekas delta sungai, dan bahan-bahan lainnya. Tanah semacam itu cenderung tidak padat sehingga memiliki rongga yang banyak. Syarat kedua adalah sumber air yang dangkal, misalnya, kedalamannya hanya 2 hingga 4 meter di bawah permukaan tanah. Likuifaksi di daerah yang disebutkan di atas akan terjadi jika adanya gempa dengan kekuatan mencapai MMI Modified Mercally Intensity VI. MMI mengukur kekuatan gempa berdasarkan dampaknya, dengan skala I hingga XII. Pembagian skala MMI dapat dilihat pada Tabel 2.1: Tabel 2.1 : Korelasi antara Magnetude Local ML, Percepatan Gempa a max , Waktu Gempa, dan Skala Intensitas MMI Menurut Yaets et al., Gere and Shah dan Housner Lokal Magnitude ML Percepatan gempa a max Waktu Gempa det Skala Intensitas MMI ≤2 - - I – II 3 - - III 4 - - IV – V 5 0.09 g 2 VI – VII 6 0.22 g 12 VII – VIII 7 0.32 g 24 IX – X ≥8 ≥ 0.50 g ≥ 34 XI - XII Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. Pada skala MMI I, getaran tidak dirasakan, kecuali dalam keadaan luar biasa oleh beberapa orang. MMI XII terjadi jika bangunan-bangunan yang kena gempa hancur sama sekali. Pada kondisi ini, gelombang tampak pada permukaan tanah, pemandangan menjadi gelap dan benda-benda terlempar ke udara. Likuifaksi dapat terjadi pada MMI VI contohnya pada 1883, ketika gunung Krakatau meletus, Jakarta mengalami gempa dengan kekuatan MMI VI. Pada saat itu, banyak bangunan hancur. Sejumlah lahan juga ambles. Secara umum dapat disimpulkan bahwa syarat-syarat terjadinya likuifaksi pada suatu wilayah adalah : a. Lapisan tanah berupa pasir atau lanau, b. Lapisan tanah jenuh air, c. Lapisan tanah bersifat lepas tidak padat, d. Terjadi gempa bermagnitudo di atas 5,0, dan e. Berkecepatan gempa lebih dari 0.1 g. Menurut Adrin Tohari, ketua Tim Kajian Likuifaksi dan Sumber Daya Air Pusat Penelitian Puslit Geoteknologi LIPI “Kelima syarat itu harus ada untuk menyatakan terjadi likuifaksi”. 2.3.3. Proses terjadinya likuifaksi Untuk memahami proses terjadinya likuifaksi, perlu kita pahami terlebih dahulu bahwa suatu endapan tanah terdiri dari partikel-partikel. Jika kita perhatikan setiap partikel tersebut letaknya Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. saling berdekatan, sehingga setiap partikel memiliki kontak dengan partikel yang lain Gambar 2.1. Dengan adanya kontak antar partikel tersebut, tanah menjadi memiliki suatu kekuatan untuk memikul beban diatasnya, sebab kondisi seperti ini menjadikan beban yang berada di atas tanah akan dipikul secara bersamaan oleh seluruh partikel. Dan akhirnya beban tersebut akan di salurkan ke lapisan batuan dasar di bagian bawah lapisan tanah tersebut tanah. Gambar 2.1 : Kondisi partikel tanah saat normal sebelum terjadinya kenaikan tegangan air pori Pada kondisi tanah seperti Gambar 2.1 tampak bahwa banyak rongga antar partikel tanah yang penuhi air. Pada kondisi nomal, air tersebut memiliki tekanan air pori yang relatif rendah. Pada saat menerima tekanan dari getaran secara tiba - tiba, air tesebut akan terdesak sehingga ia akan menaikkan tekanannya untuk dapat mencari jalan keluar. Namun, pada saat tejadinya gempa, air tersebut tidak memiliki cukup waktu untuk berdisipasi keluar dari tanah melalui rongga-rongga tanah, sehingga sebagai gantinya air tesebut mendorong partikel-partikel tanah sehingga beberapa partikel Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. tanah sebelumnya berhubungan menjadi menjauh Gambar 2.2. Dan akhirnya partikel tanah tidak dapat mendistribusikan beban lagi dengan maksimal. Gambar 2.2 : Kondisi partikel tanah saat mengalami getaran. saat terjadinya kenaikan tegangan air pori Pada kondisi seperti ini, sebagian besar beban dipikul oleh air. Sehingga pemikulan beban pada tanah tersebut menjadi tidak stabil. Kondisi ini dapat dianalogikan seperti beban sebuah kapal yang mengapung diatas air. Apabila air tidak dapat memilikul beban dari kapal tersebut, maka kapal tersebut akan tenggelam ke dalam air. Hal tersebut terjadi juga pada beban dari gedung pada tanah yang mengalami likuifaksi, maka gedung tersebut akan tenggelam ke dalam tanah. Dalam satu kejadian yang lebih ekstrim lagi, tekanan air pori dapat menjadi sangat tinggi sehingga banyak lebih banyak lagi partikel yang tedorong sehingga tidak ada lagi yang berhubungan. Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. Dalam kasus-kasus yang demikian, kekuatan tanah itu akan menjadi sangat kecil, dan akan bertindak lebih seperti suatu zat cair dibanding suatu padat. 2.3.4. Dampak dari terjadinya likuifaksi Likuifaksi telah banyak menjadi penyebab dari hancurnya bangunan struktur di beberapa kejadian gempa bumi. Berdasarkan simulasi yang dilakukan di Jepang, goncangan akibat gempa, membuat bangunan di atasnya ambles Gambar 2.3, sedangkan benda di dalam tanah seperti tangki minyak muncul ke permukaan Gambar 2.4. Seperti yang terjadi di Kota Cilacap, terdapat dua tangki yang berdekatan dengan pantai, yaitu tangki Pertamina dan Pembangkit Listrik Tenaga Uap PLTU yang muncul ke permukaan tanah pasca kejadian gempa. Manhole Manhole Sand Boiling Rigid pipe Flexible pipe Lift Up Force Rigid pipe Flexible pipe Gambar 2.3 : Bangunan yang ambles karena hilangnya daya dukung tanah akibat likuifaksi Gambar 2.4 : Tangki yang muncul ke permukaan tanah tekanan tekanan ke atas akibat likuifaksi Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009. Selain hal di atas, beberapa fenomena likuifaksi yang pernah ditemui di Indonesia di kawasan pascagempa, di antaranya berupa semburan pasir yang menyumbat sumur artesisgali seperti di Bantul, dan perpindahan lateral pada permukaan datar yang terlihat retakan seperti di Bandara Adisucipto, Yogyakarta. Ada pula longsoran lereng tanah, kegagalan pondasi jembatan loss of bearing capacity, dan bangunan ambles ground settlement.

2.4. Faktor – Faktor yang dapat meningkatkan potensi terjadinya likuifaksi