ANALISA POTENSI LIKUIFAKSI PADA DAERAH PASIR JAMBAK, PADANG, SUMATERA BARAT DENGAN MENGGUNAKAN METODE SHIBATA DAN TEPARAKSA (1988).
ANALISA POTENSI LIKUIFAKSI PADA DAERAH PASIR
JAMBAK, PADANG, SUMATERA BARAT DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SHIBATA DAN TEPARAKSA
(1988)
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
Program strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Andalas
Oleh :
BEDYA TRIHESTIKA
07972041
Pembimbing :
ABDUL HAKAM, Ph.D
M
RINA YULIET, MT
m
JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2012
ABSTRAK
ABSTRAK Gempabumi dapat menimbulkan bahaya yang merusakkan
bangunan dan sarana infrastruktur serta menyebabkan terjadinya
likuifaksi. Likuifaksi adalah suatu perilaku tanah yang mengalami
perubahan tiba-tiba dari kondisi padat ke kondisi mencair. Investigasi
lapangan telah dilakukan pada daerah Pasir Jambak, Padang, Sumatera
Barat. Metode yang digunakan adalah metode Shibata dan Teparaksa
(1988) berdasarkan grafik perlawanan konus vs Cyclic Stress Ratio
(CSR). Analisa potensi likuifaksi dilakukan menggunakan data CPT
(cone penetration test) dengan mempertimbangkan nilai percepatan
tanah maksimum sebesar 0,28 g, magnitudo gempabumi sebesar 7,5 SR
dan muka air tanah setempat. Adapun muka air tanah pada daerah ini
sangat dangkal, bernilai 100 cm dan 80 cm. Hasil penyelidikan
menunjukkan bahwa lapisan tanah terdiri dari pasir berlanau dan lanau
berpasir. Analisa potensi menunjukkan bahwa ketebalan lapisan tanah
yang berpotensi terlikuifaksi mencakup kesemua kedalaman yang telah
diuji.
Kata kunci : gempabumi, likuifaksi, investigasi lapangan
ABSTRACT
Earthquakes can create hazard that destroyed buildings and
infrastructure and liquefaction. Liquefaction is a behavior of soils that
suddenly change from solid state to a melted condition. Field
investigations have been conducted on the Pasir Jambak, Padang, West
Sumatra. The method used is the method of Shibata and Teparaksa
(1988) based on the graph of cone resistance vs Cyclic Stress Ratio
(CSR). Liquefaction potential analysis performed using data CPT (cone
penetration test) to consider the value of maximum ground acceleration
of 0.28 g, magnitude earthquake of 7.5 magnitude and the local
groundwater. The groundwater in this area is very shallow, valued at
100 cm and 80 cm. The investigation showed that the soil consists of
sandy silt and silty sand. Analysis showed that all layers have been
tested against the liquefaction potential.
Key words: earthquake, liquefaction, field investigations
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
ABSTRAK
BAB I
BAB II
BAB III
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan dan Manfaat
1
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Sistematika Penulisan
3
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
4
2.2 Dasar Teori
7
2.2.1
Tanah
7
2.2.2
Likuifaksi pada Tanah
9
2.2.3
Proses Terjadinya Likuifaksi
11
2.2.4
Gempa Bumi
13
2.2.5
Metoda Penanggulangan Likuifaksi
20
2.2.6
Parameter Likuifaksi
21
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Investivasi Lapangan
26
3.2 Perhitungan Potensi Likuifaksi
26
3.2.1
Menentukan Jumlah Lapisan
dan Penomoran Lapisan
26
3.2.2
Estimasi Berat Volume Tanah
26
3.2.3
Menentukan Tegangan Total
28
3.2.4
Menentukan Tegangan Efektif
28
3.2.5
Menentukan Perlawana Konus
Terkoreksi (qc1)
3.2.6
Menentukan Magnitude dan
Percepatan Tanah Maksimum (αmax)
3.2.7
29
Menghitung Nilai Cyclic Stress
Ratio (CSR)
3.2.8
28
30
Menentukan Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Hubungan CSR dan
Perlawanan Konus Terkoreksi
BAB IV
30
3.3 Hasil dan Pembahasan
32
3.4 Kesimpulan dan Saran
32
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Penyelidikan Lapangan
33
33
4.1.1.1 Lokasi dan Titik Pengujian Sondir 33
4.1.1.2 Data Sondir Lapangan
34
4.1.1.3 Kedalaman Tanah Keras
35
4.1.1.4 Sedimen Tanah
35
4.1.1.5 Muka Air Tanah
35
4.1.1.6 Estimasi Berat Volume Tanah
36
4.1.1.7 Magnitudo Gempa dan
Percepatan Maksimum
4.1.2. Perhitungan Potensi Likuifaksi
37
37
4.1.2.1 Pasir Jambak Titik 1
37
4.1.2.2 Pasir Jambak Titik 2
42
4.1.3. Menentukan Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Hubungan CSR dan
Perlawanan Konus Terkoreksi
48
4.1.4. Menghitung Nilai Magnitude Scalling
Factor (MSF) dan Nilai FSL
(Safety Factor)
53
4.1.5. Perbandingan Potensi Likuifaksi antara
Metode Shibata dan Teparaksa (1988)
dengan metode Robertson
dan Wride (1998)
57
4.1.5.1 Titik 1
57
4.1.5.2 Titik 2
59
4.1.5.3 Menentukan Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Hubungan
CSR dan Perlawanan Konus
Terkoreksi
64
4.1.5.4 Menghitung Nilai Magnitude
Scalling Factor (MSF) dan
Nilai FSL (Safety Factor)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
76
5.2 Saran
76
DAFTAR KEPUSTAKAAN
LAMPIRAN
68
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Secara geografis Indonesia termasuk daerah yang memiliki aktifitas gempa yang tinggi. Hal ini
disebabkan karena Indonesia terletak pada pertemuan tiga lempeng kerak bumi yaitu Lempeng Eurosia, Indoaustralia, dan Lempeng Pasifik.
Kegempaan di Indonesia antara tahun 2004-2006 menjadi penting untuk dicatat, sebagai peristiwa
sejarah di abad modern ini dan telah di rasakan masyarakat luas sebagai bencana alam. Gempa besar yang di
antaranya diikuti gelombang besar tsunami memakan korban ribuan jiwa dari Banda Aceh, Padang,
Pangandaran, Cilacap, hingga Yogyakarta. Perlu diketahui pula, kerugian material yang entah berapa nilainya
serta korban jiwa.
Sumatera Barat merupakan daerah yang memiliki potensi sangat besar terhadap gempa. Maka
diperlukan suatu peneltian khusus mengenai bahaya gempa ini. Salah satu dampak yang disebabkan oleh
gempa bumi adalah fenomena hilangnya kekuatan lapisan tanah akibat getaran gempa yang disebut dengan
likuifaksi. Fenomena likuifaksi terjadi ketika lapisan pasir berubah menjadi seperti cairan sehingga tak
mampu menopang beban bangunan di dalam atau di atasnya.
1.2 Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa potensi likuifaksi pada daerah ini dan juga untuk
mendapatkan gambaran kondisi tanah lokasi penelitian. Selain itu, hasil penelitian ini diharapkan dapat
dijadikan bahan pertimbangan dalam kegiatan perencanaan bangunan sipil di kemudian hari.
Diharapkan melalui penelitian ini, dapat dijadikan sebagai referensi untuk menganalisa bahaya
likuifaksi yang mungkin terjadi di kota Padang, sehingga diperoleh suatu angka keamanan, dan karaterisktik
tanah yang memiliki potensial terhadap bahayanya likuifaksi. Dan juga diharapkan peneltian ini dapat
berguna sebagai sumber pengetahuan bagi masyarakat umum mengenai bahaya likufaksi.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini antara lain :
1. Analisa likuifaksi dibatasi di daerah penelitian yaitu daerah pasir jambak
2. Analisa dilakukan berdasarkan hasil uji sondir yang didapat di daerah penelitian dengan menggunakan
metoda Shibata dan Teparaksa (1988).
1.4 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I
: PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, dan
sistematika penulisan
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA
Meliputi dasar teori penelitian maupun referensi penelitian yang pernah dilakukan
yang dapat membantu dalam penyelesaian tugas akhir
BAB III
: METODOLOGI
Terdiri dari uraian tahapan penelitian, mulai dari proses mendapatkan data-data di
lapangan dan metode yang digunakan dalam memperhitungkan potensi likuifaksi
BAB IV
:
HASIL DAN PEMBAHASAN
Meliputi analisis dan pembahasan hasil dari perhitungan yang didapatkan
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Meliputi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran
JAMBAK, PADANG, SUMATERA BARAT DENGAN
MENGGUNAKAN METODE SHIBATA DAN TEPARAKSA
(1988)
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
Program strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Andalas
Oleh :
BEDYA TRIHESTIKA
07972041
Pembimbing :
ABDUL HAKAM, Ph.D
M
RINA YULIET, MT
m
JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2012
ABSTRAK
ABSTRAK Gempabumi dapat menimbulkan bahaya yang merusakkan
bangunan dan sarana infrastruktur serta menyebabkan terjadinya
likuifaksi. Likuifaksi adalah suatu perilaku tanah yang mengalami
perubahan tiba-tiba dari kondisi padat ke kondisi mencair. Investigasi
lapangan telah dilakukan pada daerah Pasir Jambak, Padang, Sumatera
Barat. Metode yang digunakan adalah metode Shibata dan Teparaksa
(1988) berdasarkan grafik perlawanan konus vs Cyclic Stress Ratio
(CSR). Analisa potensi likuifaksi dilakukan menggunakan data CPT
(cone penetration test) dengan mempertimbangkan nilai percepatan
tanah maksimum sebesar 0,28 g, magnitudo gempabumi sebesar 7,5 SR
dan muka air tanah setempat. Adapun muka air tanah pada daerah ini
sangat dangkal, bernilai 100 cm dan 80 cm. Hasil penyelidikan
menunjukkan bahwa lapisan tanah terdiri dari pasir berlanau dan lanau
berpasir. Analisa potensi menunjukkan bahwa ketebalan lapisan tanah
yang berpotensi terlikuifaksi mencakup kesemua kedalaman yang telah
diuji.
Kata kunci : gempabumi, likuifaksi, investigasi lapangan
ABSTRACT
Earthquakes can create hazard that destroyed buildings and
infrastructure and liquefaction. Liquefaction is a behavior of soils that
suddenly change from solid state to a melted condition. Field
investigations have been conducted on the Pasir Jambak, Padang, West
Sumatra. The method used is the method of Shibata and Teparaksa
(1988) based on the graph of cone resistance vs Cyclic Stress Ratio
(CSR). Liquefaction potential analysis performed using data CPT (cone
penetration test) to consider the value of maximum ground acceleration
of 0.28 g, magnitude earthquake of 7.5 magnitude and the local
groundwater. The groundwater in this area is very shallow, valued at
100 cm and 80 cm. The investigation showed that the soil consists of
sandy silt and silty sand. Analysis showed that all layers have been
tested against the liquefaction potential.
Key words: earthquake, liquefaction, field investigations
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
ABSTRAK
BAB I
BAB II
BAB III
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan dan Manfaat
1
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Sistematika Penulisan
3
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
4
2.2 Dasar Teori
7
2.2.1
Tanah
7
2.2.2
Likuifaksi pada Tanah
9
2.2.3
Proses Terjadinya Likuifaksi
11
2.2.4
Gempa Bumi
13
2.2.5
Metoda Penanggulangan Likuifaksi
20
2.2.6
Parameter Likuifaksi
21
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Investivasi Lapangan
26
3.2 Perhitungan Potensi Likuifaksi
26
3.2.1
Menentukan Jumlah Lapisan
dan Penomoran Lapisan
26
3.2.2
Estimasi Berat Volume Tanah
26
3.2.3
Menentukan Tegangan Total
28
3.2.4
Menentukan Tegangan Efektif
28
3.2.5
Menentukan Perlawana Konus
Terkoreksi (qc1)
3.2.6
Menentukan Magnitude dan
Percepatan Tanah Maksimum (αmax)
3.2.7
29
Menghitung Nilai Cyclic Stress
Ratio (CSR)
3.2.8
28
30
Menentukan Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Hubungan CSR dan
Perlawanan Konus Terkoreksi
BAB IV
30
3.3 Hasil dan Pembahasan
32
3.4 Kesimpulan dan Saran
32
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Penyelidikan Lapangan
33
33
4.1.1.1 Lokasi dan Titik Pengujian Sondir 33
4.1.1.2 Data Sondir Lapangan
34
4.1.1.3 Kedalaman Tanah Keras
35
4.1.1.4 Sedimen Tanah
35
4.1.1.5 Muka Air Tanah
35
4.1.1.6 Estimasi Berat Volume Tanah
36
4.1.1.7 Magnitudo Gempa dan
Percepatan Maksimum
4.1.2. Perhitungan Potensi Likuifaksi
37
37
4.1.2.1 Pasir Jambak Titik 1
37
4.1.2.2 Pasir Jambak Titik 2
42
4.1.3. Menentukan Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Hubungan CSR dan
Perlawanan Konus Terkoreksi
48
4.1.4. Menghitung Nilai Magnitude Scalling
Factor (MSF) dan Nilai FSL
(Safety Factor)
53
4.1.5. Perbandingan Potensi Likuifaksi antara
Metode Shibata dan Teparaksa (1988)
dengan metode Robertson
dan Wride (1998)
57
4.1.5.1 Titik 1
57
4.1.5.2 Titik 2
59
4.1.5.3 Menentukan Potensi Likuifaksi
Berdasarkan Hubungan
CSR dan Perlawanan Konus
Terkoreksi
64
4.1.5.4 Menghitung Nilai Magnitude
Scalling Factor (MSF) dan
Nilai FSL (Safety Factor)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
76
5.2 Saran
76
DAFTAR KEPUSTAKAAN
LAMPIRAN
68
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Secara geografis Indonesia termasuk daerah yang memiliki aktifitas gempa yang tinggi. Hal ini
disebabkan karena Indonesia terletak pada pertemuan tiga lempeng kerak bumi yaitu Lempeng Eurosia, Indoaustralia, dan Lempeng Pasifik.
Kegempaan di Indonesia antara tahun 2004-2006 menjadi penting untuk dicatat, sebagai peristiwa
sejarah di abad modern ini dan telah di rasakan masyarakat luas sebagai bencana alam. Gempa besar yang di
antaranya diikuti gelombang besar tsunami memakan korban ribuan jiwa dari Banda Aceh, Padang,
Pangandaran, Cilacap, hingga Yogyakarta. Perlu diketahui pula, kerugian material yang entah berapa nilainya
serta korban jiwa.
Sumatera Barat merupakan daerah yang memiliki potensi sangat besar terhadap gempa. Maka
diperlukan suatu peneltian khusus mengenai bahaya gempa ini. Salah satu dampak yang disebabkan oleh
gempa bumi adalah fenomena hilangnya kekuatan lapisan tanah akibat getaran gempa yang disebut dengan
likuifaksi. Fenomena likuifaksi terjadi ketika lapisan pasir berubah menjadi seperti cairan sehingga tak
mampu menopang beban bangunan di dalam atau di atasnya.
1.2 Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa potensi likuifaksi pada daerah ini dan juga untuk
mendapatkan gambaran kondisi tanah lokasi penelitian. Selain itu, hasil penelitian ini diharapkan dapat
dijadikan bahan pertimbangan dalam kegiatan perencanaan bangunan sipil di kemudian hari.
Diharapkan melalui penelitian ini, dapat dijadikan sebagai referensi untuk menganalisa bahaya
likuifaksi yang mungkin terjadi di kota Padang, sehingga diperoleh suatu angka keamanan, dan karaterisktik
tanah yang memiliki potensial terhadap bahayanya likuifaksi. Dan juga diharapkan peneltian ini dapat
berguna sebagai sumber pengetahuan bagi masyarakat umum mengenai bahaya likufaksi.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini antara lain :
1. Analisa likuifaksi dibatasi di daerah penelitian yaitu daerah pasir jambak
2. Analisa dilakukan berdasarkan hasil uji sondir yang didapat di daerah penelitian dengan menggunakan
metoda Shibata dan Teparaksa (1988).
1.4 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I
: PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, dan
sistematika penulisan
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA
Meliputi dasar teori penelitian maupun referensi penelitian yang pernah dilakukan
yang dapat membantu dalam penyelesaian tugas akhir
BAB III
: METODOLOGI
Terdiri dari uraian tahapan penelitian, mulai dari proses mendapatkan data-data di
lapangan dan metode yang digunakan dalam memperhitungkan potensi likuifaksi
BAB IV
:
HASIL DAN PEMBAHASAN
Meliputi analisis dan pembahasan hasil dari perhitungan yang didapatkan
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Meliputi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran