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