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
pada suatu lapisan tanah
Ada banyak faktor yang dapat meningkatkan potensi terjadinya proses likuifaksi pada suatu lapisan tanah. Berdasarkan hasil observasi-
observasi lapangan dan uji laboratorium, serta studi-studi yang telah dilakukan para ahli maka dapat disimpulkan faktor yang berpengaruh dalam
meningkatkan potensi terjadinya likuifaksi pada suatu lapisan tanah adalah sebagai berikut:
1. Intensitas dan durasi dari gempa yang terjadi
Getaran adalah syarat utama untuk terjadinya likuifaksi. Sumber getaran yang paling umum terjadi adalah getaran yang berasal dari
gempa bumi. Karakter dari gerakan gempa bumi, seperti percepatan dan jangka waktu penggetaran sangat menentukan regangan geser yang akan
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
mendorong partikel-partikel tanah. Dorongan terhadap partikel inilah yang menyebabkan berkurangnya kontraksi atau ikatan antar butiran
partikel tanah tersebut yang pada akhirnya menjadi penyebab terjadinya likuifaksi.
Efek dari gempa bumi yang paling berpengaruh dalam meningkatkan potensi terjadinya likuifaksi adalah energi yang
dilepaskan ketika terjadinya gempa bumi. Potensi untuk terjadinya likuifaksi akan meningkat ketika intensitas gempa bumi dan jangka
waktu penggetaran juga meningkat. Maka gempa bumi yang paling berbahaya adalah gempa bumi yang bermagnetudo besar dalam jangka
waktu yang lama. Dari data yang telah dikumpulkan oleh para ahli, ditemukan
bahwa batas dari nilai percepatan gempa yang dapat mengakibatkan likuifaksi pada suatu lokasi adalah 0.1g, dan magnetude lokal adalah 5.0
National Research Council 1985, Ishihara. Dengan demikian, suatu analisis terhadap likuifaksi umumnya tidak diperlukan lagi pada lokasi-
lokasi yang mempunyai percepatan gempa kurang dari 0,10g atau yang bermagnetudo lokal kurang dari 5,0 SR.
Di samping gempa bumi, kondisi-kondisi lain dapat menyebabkan likuifaksi, seperti peledakan yang di bawah permukaan
tanah, pemancangan tiang pondasi, serta getaran – getaran dari lalu lintas dan kereta api.
2. Posisi letak permukaan air tanah
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
Kondisi tanah yang berpotensi tejadinya likuifaksi adalah tanah yang memiliki permukaan air tanah dekat dengan permukaan tanah.
Lapisan tanah yang tak jenuh air di atas permukaan air tanah tidak akan terlikuifaksi.
Hal ini menunjukkan bahwa lapisan tanah yang berada di atas permukaan tanah yang tidak mungkin terendam air, maka tidak mungkin
terjadi likuifaksi. Untuk lahan-lahan seperti itu secara umum tidak perlu untuk dievaluasi untuk potensi likuifaksi.
Pada lokasi-lokasi di mana permukaan air tanah sering berubah - ubah, maka potensi terjadinya likuifaksi akan juga berubah-ubah. Secara
umum, tingkatan permukaan air tanah tertinggi dalam sejarah harus digunakan dalam analisis likuifaksi, kecuali jika informasi yang lain
menandai adanya suatu tingkat yang lebih rendah atau yang lebih tinggi.
3. Jenis Tanah
Pada Umumnya, kebanyakan dari jenis tanah di bumi berpotensi untuk terjadinya likuifaksi. Ishihara 1985 mengatakan bahwa Tanah
yang telah diketahui akan beresiko untuk terjadinya likuifaksi selama gempa bumi dapat ditemui di dalam lapisan tanah yang terdiri butiran
pasir kecil hingga butiran pasir medium serta pasir yang berisi debu yang berplastisitas rendah. Namun adakalanya, terjadi juga kasus-kasus
likuifaksi pada tanah yang berkerikil. Dengan demikian, jenis tanah yang rentan kepada likuifaksi
adalah tanah yang bersifat tidak berplastisitas non plasticity atau tanah
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
yang berplastisitas rendah low plasticity. Jika diurutkan dari yang paling kecil sampai yang paling besar daya tahannya terhadap
likuifaksinya maka akan di peroleh data sebagai berikut: a.
Pasir bersih b.
Pasir berlanau tidak berplastisitas c.
Lanau tidak berplastisitas d.
Kerikil-kerikil Seed et al. 1983 menyatakan bahwa berdasar pada uji
laboratorium dan uji lapangan, mayoritas tanah kohesif tidak akan terlkuifaksi jika terjadi gempa bumi. Namun sesudah itu, pada tahun
1999, dengan menggunakan kriteria Seed dan Idriss tersebut Youd dan Gilstrap, mengemukakan bahwa tanah kohesif dapat terlikuifaksi jika
memenuhi tiga kriteria. Ketiga syarat yang dimaksud adalah sebagai berikut:
a. Jumlah butiran partikel yang lebih kecil dari 0.005 mm harus kurang
dari 15 berat kering tanah tersebut. b.
Tanah harus mempunyai suatu batas cair LL yang kurang dari 35 LL 35
c. Kadar air w, tanah harus lebih besar dari 0.9 dari batas cair tanah
tersebut [w 09 LL]. Jika satu saja dari parameter di atas tidak dipenuhi dari suatu
tanah yang kohesif maka tanah tesebut tidak berpotensi terjadi likuifaksi. Walaupun tanah yang kohesif tersebut tidak mungkin terlikuifaksi,
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
namun pada tanah tersebut masih ada kemungkinan terjadinya pengurangan kekuatan geser bersama terjadinya getaran.
4. Rapat relatif tanah Dr
Berdasarkan uji lapangan, tanah yang berkohesi rendah dan memiliki rapat relatif yang rendah diketahui bahwa memiliki potensi
likuifaksi yang tinggi. Pada pasir lepas yang tidak berplastisitas kenaikan tegangan air pori pada saat terjadinya gempa akan lebih cepat
dibandingkan dengan pasir yang padat. Poulos et al. 1985 menyatakan bahwa jika suatu lapisan tanah
bersifat delative tidak perlu di evaluasi terhadap likuifaksi, sebab tegangan geser basah pada tanah yang dilative lebih besar dibandingkan
dengan tegangan geser keringnya.
5. Gradasi ukuran partikel
Bentuk butiran tanah yang seragam cenderung membentuk tanah yang kurang stabil dibandingkan dengan tanah yang bergradasi baik.
Pada tanah yang bergradasi baik, butiran yang lebih kecil mengisi spasirongga yang ada sehingga dapat mengurangi ruang –
ruang yang dapat diisi oleh air. Hal ini dapat mengurangi tekanan air pori pada saat terjadinya gempa.
Menurut Kramer, kebanyakan dari kejadian likuifaksi terjadi ada tanah yang bergradasi buruk.
6. Letak geologis tanah
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
Tanah yang terletak dalam air lebih cenderung untuk terlikuifaksi karena struktur tanah pada daerah tersebut biasanya memiliki sifat
butiran partikel yang saling lepas. Sebagai contohnya, tanah-tanah yang terdapat dalam sungai, danau, atau pun samudera akan memiliki partikel
tanah yang tidak mengikat satu sama lainnya. Apabila terjadi goncangan maka tanah yang memiliki sifat
butirannya saling lepas akan teruirai lebih cepat dibandingkan dengan tanah yang memiliki ikatan antar partikelnya. Sehingga potensi
terjadinya likuifaksi lebih besar pada tanah yang berbutir lepas. Jenis tanah yang memiliki butiran yang cenderung lepas yaitu
lakustrin danau, tanah endapan, dan tanah atau daratan yang terbentuk akibat turunnya muka air laut seperti tanah yang terdapat pada Desa
Kuala Namu.
7. Kondisi - kondisi drainase
Jika air yang terkandung pada suatu lapisan tanah dapat dengan segera dialirkan, maka lahan tersebut tidak akan terjadi likuifaksi. Oleh
karena itu pembangunan drainase pada suatu lahan yang berpotensi terjadi likuifaksi sangat penting dilakukan agar air yang terdapat dalam
lahan dapat dengan segera dialirkan keluar dari lahan.
8. Tegangan Selimut Confining Pressures
Semakin besar semakin Confining Pressures pada suatu lapisan tanah, semakin kecil potensi likuifaksi pada lapisan tanah tersebut.
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
Confining Pressure pada suatu lapisan tanah yang lebih dalam biasanya lebih tinggi dibandingkan dengan confining presure pada permukaan
tanah. Dari beberapa kasus likuifaksi menunjukkan bahwa daerah yang
berpotensi terjadinya likuifaksi biasanya hanya sampai kedalaman sekitar 50 feet 15m saja. Pada lapisan tanah yang lebih dalam secara
umum tidak terjadi liquifaksi karena adanya tegangan selimut yang lebih tinggi.
Namun hal ini bukan berati bahwa suatu analisis likuifaksi hanya dilakukan sampai kedalaman 50 feet 15 m saja. Dalam beberapa kasus,
ada juga likuifaksi yang terjadi dikedalaman lebih dari 50 feet. Oleh karena itu, suatu analisis likuifaksi harus dilaksanakan pada
setiap lapisan tanah yang mempunyai rongga yang berisi air walaupun kedalamannya sudah melebihi 50 feet 15 m.
Demikian juga pada suatu tanah timbunan yang belum terkonsolidasi juga memerlukan suatu penyelidikan likuifaksi lebih dari
kedalaman 50 feet 15 m. Maka dari itu perlu adanya pertimbangan yang tepat dalam
menentukan batas akhir dari analisis potensi terjadinya likuifaksi pada suatu lapisan tanah.
9. Bentuk Partikel
Bentuk partikel tanah juga mempengaruhi potensi terjadinya likuifaksi. Pada tanah yang memiliki partikel berbentuk bulat akan
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
terjadi rongga atau pori tanah yang lebih banyak dibangdingkan dengan tanah yang memiliki partikel bersudut. Banyaknya rongga tanah ini
memungkinkan air yang mengisi tanah lebih banyak pula, sehingga hal ini menyebabkan potensi likuifaksi lebih besar terjadi dibandingkan
dengan tanah yang memiliki partikel bersudut.
10. Lamanya waktu konsolidasi
Potensi terjadinya likuifaksi pada tanah timbun yang belum terkonsolidasi lebih besar jika dibandingkan dengan tanah yang sudah
terkonsolidasi dalam jangka waktu yang lebih lama. Maka semakin lama tanah tersebut dibiarkan terkonsolidasi maka
semakin besar daya tahan tanah tersebut terhadap bahaya likuifaksi. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan antar partikel yang lebih kuat pada
tanah yang sudah terkonsolidasi dibandingkan dengan tanah yang belum terkonsolidasi.
Maka dapat disimpulkan lamanya waktu konsolidasi pada suatu lapisan endapan tanah akan berbanding lurus dengan daya tanah lapisan
endapan tanah tersebut terhadap potensi terjadinya proses likuifaksi. Potensi likuifaksi pada jenis - jenis endapan tanah menurut
lamanya usia endapan terkonsolidasi dapat dilihat dalam tabel 2.2.
11. Sejarah Tanah
Sejarah pada suatu lahan sudah pasti memiliki pengaruh terhadap potensi terjadinya likuifaksi pada lahan tersebut. Contohnya, pada tanah
yang pernah diberikan pembebanan overconsolidasi pengaruh
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
terjadinya likuifaksi lebih kecil dibandingkan dengan tanah yang belum pernah diberikan pembebanan.
Tabel 2.2 : Potensi terjadinya likuifaksi pada jenis – jenis endapan tanah saat gempa
Tipe Dari Tanah Penyebaran
Endapan-Endapan Cohesionless di
dalam tanah Potensi Terjadinya Likuifaksi Berdasarkan Usia Endapan
500 thn Holocene
Pleistocene Pre-Pleistocene
Tanah Benua Tanah aluvial dataran
Tersebar Luas Sedang
Rendah Rendah
Sangat Rendah Tanah delta
Tersebar Luas Tinggi
Sedang Rendah
Sangat Rendah Bukit pasir
Tersebar Luas Tinggi
Sedang Rendah
Sangat Rendah Tanah Bekas Lautan
Tersebar Luas -
Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah
Lereng Tersebar Luas
Rendah Rendah
Sangat Rendah Sangat Rendah Thepra
Tersebar Luas Tinggi
Tinggi -
- Tanah Colovium
Tidak Merata Tinggi
Sedang Sangat Rendah Sangat Rendah
Sungai es Tidak Merata
Rendah Rendah
Rendah Sangat Rendah
lakustrin dan playa Tidak Merata
Tinggi Sedang
Sangat Rendah Sangat Rendah Pasir Lepas
Tidak Merata Tinggi
Tinggi Tinggi
- Dataran banjir
Tidak Merata Lokal
Tinggi Sedang
Rendah Sangat Rendah
Kanal sungai Tidak Merata
Lokal Sangat Tinggi
Tinggi Rendah
Sangat Rendah Sebka
Tidak Merata Lokal
Tinggi Sedang
Rendah Sangat Rendah
Tanah residu Jarang
Rendah Rendah
Sangat Rendah Sangat Rendah Tuff
Jarang Rendah
Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah
Tanah Pantai Pantai berombak besar
Tersebar Luas Sedang
Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah
Pantai berombak kecil Tersebar Luas
Tinggi Sedang
Rendah Sangat Rendah
Delta Tersebar Luas
Sangat Tinggi Tinggi
Rendah Sangat Rendah
Estuarine Tidak Merata
Lokal Tinggi
Sedang Rendah
Sangat Rendah Pantai diantara laut
Tidak Merata Lokal
Tinggi Sedang
Rendah Sangat Rendah
Lagoonal Tidak Merata
Lokal Tinggi
Sedang Rendah
Sangat Rendah Tanah Buatan
Sudah Dipadatkan Tidak Merata
Rendah -
- -
Belum Dipadatkan Tidak Merata
Sangat Tinggi -
- -
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
Pada tanah yang sudah pernah diberikan pembabanan, partikel- partikel yang terkandung akan lebih rapat dan lebih memiliki daya ikat
yang kuat. Hal ini menyebabkan tanah terserbut akan memiliki daya tahan terhadap getaran yang dialaminya.
Maka dapat disimpulkan jika overconsolidation ratio OCR pada suatu tanah tinggi maka potensi likuifaksi pada tanah tersebut akan
menurun.
12. Beban Bangunan
Suatu konstruksi bangunan yang berat di atas suatu lapisan pasir dapat mengurani ketahanan tanah tersebut terhadap likuifaksi. Hal ini
dapat dianalogikan seperti sebuah lembaran keset pada permukaan tanah yang memikul beban yang berat dari suatu yang berat berdasarkan atas
dari suatu endapan pasir dapat berkurang hambatan likuifaksi tanah. Dasar keset akan menebabkan tegengan geser pada tanah. Tegangan
geser tersebut akan mempercepat liuifaksi apabila terdapat tegengan geser tambahan pada saat terjadinya gempa.
Secara ringkas, lokasi dan jenis tanah paling berpotensi terjadinya likuifaksi adalah sebagai berikut:
1. Lokasi Tanah
a. Lokasi yang adalah dekat dengan episenter atau sumber getaran dari
suatu gempa bumi yang utama.
Muhammad Mabrur : Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru, 2009.
b. Lokasi yang memiliki letak permukaan air tanah yang dekat dengan
permukaan bumi 2.
Jenis tanah Pasir yang mempunyai gradasi yang seragam dengan partikel
tanah berbentuk bulat yang tersebar luas secara merata di dalam tanah, dan partikelnya bersifat lepas tidak terikat satu sama lain, serta belum
terkonsolidasi dengan baik.
2.5. Parameter-parameter yang mempengaruhi potensi likuifaksi pada suatu