Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Transkripsi

1 Analisa Risiko Terhadap Pipa Gas Bawah Laut di Teluk Jakarta Akibat Soil Liquefaction (Aminarti Rafika, Dr. Ir. Wahyudi, M. Sc., Prof. Dr. Ir. Ketut Buda Artana, M. Sc.,) Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Abstrak Tugas akhir ini membahas mengenai analisa risiko kegagalan sistem perpipaan milik PT. Perusahaan Gas Negara (Persero) Tbk (PGN) akibat kemungkinan terjadinya soil liquefaction. Sistem perpipaan yang ditinjau ini merupakan jalur transportasi aliran gas pipa gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi. Soil liquefaction adalah proses terjadinya perubahan pada tanah yang akan mengalami perubahan sifat dari sifat zat padat menuju sifat zat cair. Proses ini dapat menyebabkan terjadinya penurunan tanah di area pipa yang terpasang, sehingga dikhawatirkan pipa yang terpasang akan mengalami buckling akibat terjadinya bentangan bebas serta terjadinya perubahan longitudinal stress pada pipa yang terkubur dalam tanah. Analisa risiko dilakukan menggunakan metode Monte Carlo. Sementara perhitungan konsekuensi didapatkan dari kalkulasi tegangan-tegangan yang bekerja pada sistem tersebut, antara lain: hoop stress, axial stress, longitudinal stress dan combined stress, setelah itu didapatkan harga dari masing-masing frekuensi kejadian dan konsekuensi kejadian, harga tersebut dapat dimasukkan ke dalam matriks risiko (sesuai DNV RP F07) untuk menentukan tingkat bahaya yang terjadi. PENDAHULUAN. Latar Belakang Jalur pipa gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi adalah jalur pipa offshore yang dimiliki oleh PT. Perusahaan Gas Negara (Persero) Tbk (PGN). Jalur pipa ini merupakan bagian dari jalur pipa transmisi yang mengalirkan gas dari Sumatra Selatan (sumber gas dari Pertamina dan Conoco Philips) ke Jawa Barat dan memiliki panjang ± 6 km dan mulai beroperasi pada bulan Agustus Saat ini pipa tersebut mengalirkan gas sejumlah ± 00 MMSCFD ( Million Metric Standard Cubic Feet per Day ) tekanan ± 800 psig untuk kebutuhan pembangkit listrik dan industri di daerah Jawa Barat. Gambar. Jalur pipa gas transmisi SSWJ jalur Grissik-Pagardewa-Labuhan Maringgai-Muara Bekasi

2 Likuifaksi akan menyebabkan kerusakan pada struktur tanah antara lain lateral spreading ataupun sand boiling secara tiba tiba saat terjadinya gempa, (Mabrur, 2009) sehingga struktur di atas tanah tersebut umumnya tidak dapat dipergunakan lagi. Selain itu likuifaksi dapat menyebabkan bouyant rise of buried structures yang menimbulkan ledakan pada pipa gas atau tanki bahan kimia terpendam di dalam tanah, (Zhang dan Wang, 992). Likuifaksi yang disertai adanya settlement (penurunan tanah) yang lebih lanjut dapat menjadi penyebab terjadinya bentangan bebas pada sekitar jalur pipa bawah laut dan menyebabkan pipa didasar laut mengalami buckling hingga terjadinya kepecahan pada pipa. Likuifaksi merupakan fenomena hilangnya kekuatan lapisan tanah akibat getaran. Getaran yang dimaksud dapat berupa getaran yang berasal dari gempa bumi maupun yang berasal dari pembebanan cepat lainnya seperti beban gelombang. Likuifaksi biasanya terjadi pada tanah yang tidak padat. Misalnya tanah yang tersusun dari pasir dan endapan bekas delta sungai, (Chi and Ou, 2003). Oleh sebab itu penelitian tentang analisa risiko akibat soil liquefaction terhadap pipa gas transmisi SSWJ Jalur pipa gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi sangat diperlukan. Penelitian ini mencakup tentang sebuah analisa risiko berdasarkan kemungkinan terjadinya soil liquefaction akibat beban gempa bumi di area Jalur pipa gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi.Data dari hasil potensi likuifaksi tanah di olah berdasarkan titik tempat yang kemungkinan besar mengalami soil liquefaction, dari data tersebut kemudian ditentukan tingkat risikonya dan mitigasi risiko yang tepat di berikan...2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:. Dilokasi mana saja sepanjang rute pipa gas diletakkan yang memungkinkan terjadinya soil liquefaction? 2. Berapa tingkat penurunan tanah diakibatkan oleh soil liquefaction yang dapat menyebabkan kegagalan pada jaringan pipa gas? 3. Berapa tingkat risiko kegagalan yang akan terjadi pada pipa gas akibat soil liquefaction?. Mitigasi risiko apa yang tepat digunakan untuk mengurangi risiko kegagalan yang ada?.3 Tujuan Tujuan penelitian dari Tugas Akhir ini adalah:. Menentukan rute pipa gas yang memungkinkan terjadinya soil liquefaction 2. Menentukan tingkat penurunan tanah diakibatkan oleh soil liquefaction yang dapat menyebabkan kegagalan pada jaringan pipa gas 3. Menentukan tingkat risiko kegagalan yang akan terjadi pada pipa gas akibat soil liquefaction. Menentukan mitigasi risiko yang tepat digunakan untuk mengurangi risiko kegagalan yang ada. Manfaat Manfaat diadakannya penelitian ini adalah. Dapat mengetahui tingkat risiko yang terjadi pada pipa gas di Teluk Jakarta(Jalur pipa gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi) sehingga dapat diketahui pula mitigasi yang tepat untuk mengurangi risiko tersebut dalam upaya penanggulangannya. 2. Dapat memberikan pengetahuan dan pemahaman yang komprehensif terhadap upaya optimal dalam analisa risiko yang terjadi pada pipa gas akibat soil 2

3 liquefaction untuk pihak-pihak yang terkait dalam penanggulangannya maupun untuk masyarakat pada umumnya. 3. Hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat dijadikan sebagai rujukan oleh pihak terkait ataupun sebagai acuan untuk penelitian yang lebih lanjut dalam bidang yang sama. DASAR TEORI Tinjauan Pustaka Studi mengenai peristiwa liquefaction ini secara intensif baru ditekuni setelah peristiwa gempa yang terjadi di Alaska (April, 96) dan gempa yang terjadi di Niigata, Jepang (Juni, 96).Baker dan Faber (2008) melakukan penilaian risiko soil liquefaction menggunakan geostatistik untuk menghitung variabilitas spasial tanah. Makalah ini mengusulkan sebuah metode untuk mengukur sejauh mana potensi likuifaksi oleh perhitungan untuk ketergantungan spasial sifat tanah dan potensial getaran gempa. Parker,et.al (200) melakukan penelitian menghasilkan penelitian yaitu suatu kerangka probabilistik untuk mengevaluasi probabilitas tahunan soil liquefaction metodologi gabungan penilaian terhadap probabilistik bahaya gempa, analisis respon tempat dan evaluasi geoteknik potensi likuifaksi. hasil termasuk kurva, probabilitas tahunan batas pencairan dan keyakinan pada estimasi. Wen, et.al (200) mengusulkan sebuah metode untuk untuk menilai gelombang dan potensi likuifaksi akibat gempa untuk pipa gas bawah laut menggunakan parameter kekuatan dari triaksial siklik test dan uji geser langsung di laboratorium. Wang dan Zhang (992) dalam makalahnya disebutkan sebuah metode umum telah dikembangkan untuk mempelajari respon dinamis dari sistem pipa terkubur selama proses soil liquefaction. Esford, et.al (200) dalam penelitiannya telah memberikan penilaian kulitatif untuk prosedur perankingan tingkat risiko pada pipa beserta lokasi terjadinya kerusakan pada pipa. Tujuannya adalah untuk menerapkan cara sistematis memprioritaskan kegiatan modal dan pemeliharaan berdasarkan prinsip manajemen risiko. Dasar Teori 2. Analisa Risiko Pengambilan keputusan untuk toleransi risiko yang ada disesuaikan standar kode yang ada. DNV RP F07 (200) memberikan hubungan antara fekuensi kejadian, risiko serta kerusakan atau konsekuensi dalam sebuah persamaan sebagai berikut: Risiko = Frekuensi x Konsekuensi (2.) Risk Assesment adalah metode yang sistimatis untuk menentukan apakah suatu kegiatan memiliki risiko yang dapat diterima atau tidak (Muhlbeuer, 200). Risiko adalah kombinasi dari consequence dan probability. Gambar 2.. Matriks Risiko (DNV RP F07, 200) 3

4 Pengertian daerah ALARP (As Low As Reasonably Practicable) merupakan perbatasan antara risiko itu dapat diterima atau tidak, Apabila perkiraan risiko masih tidak dapat diterima, maka usaha untuk mengurangi risiko dapat dilakukan 3 cara, yaitu diantaranya:. Mengurangi frekuensi. 2. Mengurangi konsekuensi, atau 3. Sebuah kombinasi dari keduanya. d. Terjadi gempa bermagnitudo di atas,0, dan e. Berkecepatan gempa lebih dari 0. g. Tabel 2. Kriteria Rangking Frekuensi (DNV RP F07, 200) Tabel 2.2 Kriteria Rangking Konsekuensi (DNV) 2.2 Soil liquefaction ( Likuifaksi Tanah ) Pada umumnya, likuifaksi merujuk pada hilangnya kekuatan tanah pada keadaan jenuh air, atau kata lain, hilangnya sifat kohesi pada partikel tanah yang diakibatkan oleh tekanan-tekanan air pada pori-pori tanah selama terjadinya beban dinamik, seperti halnya gelombang seismik atau gelombang gempa. kekuatan mencapai MMI (Modified Mercally Intensity) VI. MMI mengukur kekuatan gempa berdasarkan dampaknya, skala I hingga XII. 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), Gambar 2.2 Kondisi partikel tanah saat mengalami getaran. (saat terjadinya kenaikan tegangan air pori) 2.3 Metode Untuk Mengevaluasi Terjadinya Soil liquefaction Pada dasarnya analisis potensi soil liquefaction adalah mencari dua parameter utama yaitu Cyclic Stress Ratio () yang merupakan tegangan geser siklik yang terjadi akibat gempa dibagi tegangan efektif lain, dan Cyclic Ressistance Ratio (CRR) yang merupakan ketahanan tanah untuk menahan soil liquefaction. Jika angka keamanan lebih kecil atau sama satu (SF ) maka terjadi soil liquefaction dan jika lebih besar satu (SF > ) maka tidak terjadi soil liquefaction, (Jha dan Suzuki, 2008). SF dapat dicari membagi nilai CRR terhadap (SF = CRR/) Cyclic Stress Ratio () Dengan menganggap nilai percepatan rata-rata akibat gempa adalah 0,6 dari percepatan maksimum, maka nilai tegangan geser rata-rata dapat dihitung rumus sebagai berikut: (Seed et al,966) cyc = 0.6 v (2.3) Karena kolom tanah tidak berprilaku seperti sebuah struktur yang kaku pada saat terjadi gempa (tanah dapat mengalami deformasi), maka Seed dan Idriss

5 (97) memasukkan sebuah faktor reduksi kedalaman (rd) terhadap persamaan tersebut sehingga : (2.) Untuk mendapatkan nilai maka kedua sisi dinormalisasi tegangan vertikal efektif, sehingga dapat dituliskan (2.) Dengan : adalah percepatan maksimum dipermukaan tanah, (m/s 2 ) g adalah percepatan gravitasi bumi, (m/s 2 ) adalah tegangan vertikal total, (N/m²) adalah tegangan vertikal efektif, (N/m²) = tekanan air pori H=kedalaman, = massa jenis air laut rd adalah faktor reduksi terhadap tegangan Pada dasarnya rumus tersebut berlaku untuk gempa magnitude 7.. untuk gempa dengna magnitude tidak sama 7. maka Seed dan Idriss (982) memberikan faktor koreksi MSF (Magnitude Scalling Factor) terhadap persamaan diatas, menjadi : Cyclic Resistant Ratio (CRR) Nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) merupakan nilai ketahanan suatu lapisan tanah terhadap tegangan cyclic. Nilai CRR dapat diperoleh beberapa cara, diantaranya berdasarkan Methode Seed (97) CRR = C N N (2.8) dan C N = (-.2 log ( σ v '/.)) (2.9) Dengan : σ v ' = Tegangan vertical efektif, (N/m²) N = Equivalent number of cycle versus magnitude Tabel 2. Equivalent number of cycle versus magnitude M w N T(s) Faktor Reduksi (rd) Faktor reduksi merupakan nilai yang dapat mengurangi tegangan di dalam tanah. Semakin jauh ke dalam tanah maka faktor reduksi akan semakin kecil. Nilai rd adalah faktor nonlinier pengurangan beban yang bervariasi terhadap kedalaman. Menurut Seed and Idris (97) besar dari nilai reduksi pada tanah berdasarkan kedalamannya adalah seperti yang ada pada gambar 2.3. (2.6) Besarnya MSF dapat dicari berdasarkan persamaan dari Youd dan Noble (997) : Dengan M w adalah magnitude gempa (2.7) Gambar 2.3. Grafik Faktor reduksi, rd (Seed and Idriss, 97).

6 Secara perhitungan maka nilai rd dapat dicari berdasarkan persamaan dari T. Blake ( personal communication, 996 ) : (2.0) 2.3 Metode Untuk Mengevaluasi Terjadinya Penurunan Tanah akibat Soil LIquefaction Untuk para praktisi teknik, tugas terpenting dalam melakukan analisa mengenai soil liquefaction ini adalah memprediksi dimana fenomena tersebut akan terjadi serta memperkirakan seberapa dalam penurunan tanah yang akan ditimbulkannya. Jeng dan Seymour (2007) memberikan persamaan mengenai hubungan antara parameter B kedalaman maksimum yang terjadi akibat soil liquefaction, yakni: (2.) Dengan : γ = berat volume tanah kering (N/m³) γ s = berat tanah (N/m³) γ w = berat volume air (N/m³) C ν = koefisien konsolidasi (m²/s) G = modulus geser (N/m²) K = permeabilitas tanah (m/s) T = periode gelombang (s) ν = poisson s ratio k = angka gelombang α dan β = konstanta empiris fungsi dari densitas relative (Dr) (McDougal et al., 989) Pb = amplitudo tekanan gelombang dinamik Kedalaman maksimum penurunan tanah akibat soil liquefaction dapat mudah diketahui melalui grafik hubungan antara parameter B kedalaman maksimum penurunan tanah (zl) yang ditunjukkan oleh Gambar 2.7. (2.2) (2.3) (2.) serta (2.) (2.6) dan (2.7) Dengan: K 0 = koefisien tekanan lateral tanah Φ = sudut geser tanah ( ) Gambar 2.7. Grafik Distribusi Kedalaman Maksimum (zl) Parameter B (Jeng dan Seymour, 2007). 2. Kegagalan Jaringan Pipa Akibat Soil liquefaction Untuk analisa keandalan akibat soil liquefaction ini, Jha dan Suzuki (2008) memberikan sebuah persamaan Peluang Kegagalan sebagai berikut: 6

7 (2.8) Lebih lanjut, Jha dan Suzuki (2008) juga memberikan persamaan Moda Kegagalan (MK) untuk menghitung analisa keandalan dari sebuah sistem perpipaan yang mengalami kegagalan akibat soil liquefaction adalah sebagai berikut: (2.9) Dengan: CRR = Cyclic Resistance Ratio = Cyclic Stress Ratio Sistem dikatakan gagal jika g(x) < 0, dinyatakan berhasil jika g(x) > 0, dan bila g(x) = 0 maka sistem dinyatakan failure surface (Rosyid, 2007). Variabel acak dasar terdiri dari variabel fisik yang menggambarkan ketidakpastian. Persamaan untuk mengestimasi frekuensi kejadiannya adalah sebagai berikut: F = P N k (2.20) Namun karena perhitungan frekuensi yang dilakukan untuk menyelesaikan tugas akhir menggunakan metode Monte Carlo, maka persamaan untuk mengestimasi frekuensi kejadiannya menjadi (Rosyid, 2007): (2.2) Dengan: F k = frekuensi kejadian P = peluang kegagalan dari sistem P g = peluang gagal dari seluruh kejadian N k = jumlah seluruh kejadian n = jumlah kejadian gagal Kriteria dari frekuensi dapat dilihat pada Tabel 2.. Konsekuensi Kejadian Konsekuensi yang mungkin terjadi bila penurunan tanah yang disebabkan oleh fenomena soil liquefaction pada jalur perpipaan terjadi adalah terjadinya perubahan tegangan pada sistem perpipaan tersebut yang lebih lanjut dapat menyebabkan buckling pada pipeline system tersebut. Persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk mengestimasi hal tersebut adalah (DNV OS F0, 2000): Hoop stress : (2.22) (2.23) Longitudinal stress : (2.2) Axial stress : (2.2) (2.26) (2.27) (2.28) Combined stress : (2.29) Dengan: σ h = hoop stress (psi) σ L = longitudinal stress (psi) σ a = axial stress (psi) σ c = combined stress (psi) P i = net internal pressure (psi) P e = eksternal pressure (psi) ρ = massa jenis air laut (kg/m³) g = gaya gravitasi (m/s²) d = kedalaman laut OD atau Do = outer diameter (inch) t = wall thickness (inch) 7

8 D i = diameter dalam pipa (inch) A = cross sectional area (inch²) r = jari-jari (inch) Tabel 2.2. Kriteria dari konsekuensi dapat dilihat pada ANALISA DATA dan PEMBAHASAN 3. Data Lingkungan dan Data Sistem Perpipaan Tabel. Data Segmentasi Kedalaman Pipa Gas Bawah Laut PT. Perusahaan Gas Negara (Persero) dan jenis tanah. KP Jenis Tanah Kedalaman 39 Silty Sand Silty Sand Silty Sand 2.00 zone 7 2 Silty Sand Silty Sand 9.00 Silty Sand 9.00 Silty Sand Silty Sand Silty Sand Silty Sand Silty Sand Silty Sand.00 Silty Sand.00 2 Silty Sand.00 3 Silty Sand 2.00 Silty Sand 0.00 Silty Sand.00 8 Data lingkungan yang dipakai adalah data Peak Ground Acceleration (α max ) yang ada pada lokasi yang ditinjau. Data berdasarkan pada peta yang ditunjukkan gambar.3 Gambar.3 Peak Ground Acceleration (α max ).Sumber dari Kementerian Pekerjaan Umum Selain data-data lingkungan, untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini juga diperlukan data sistem perpipaan. Data sistem perpipaan ditunjukkan secara lengkap pada Tabel.2., Tabel.3 dan Tabel. 8

9 3.2 Pengolahan Data dimiliki oleh Perhitungan Cyclic Resistance Ratio (CRR) Berdasarkan data kedalaman dan data pipa yang PT. Perusahaan Gas Negara (Persero), dapat diketahui harga dari CRR untuk masing-masing KP menggunakan Persamaan 2.8, seperti yang ditunjukkan oleh Tabel. Tabel.9, sebagai berikut: Tabel.. Hasil Perhitungan CRR untuk KP 39 KP M w = 6 KP CRR KP CRR KP CRR Tabel.6. Hasil Perhitungan CRR untuk KP 39 KP M w =6. KP CRR KP CRR KP CRR Tabel.7. Hasil Perhitungan CRR untuk KP 39 KP M w = 7 KP CRR KP CRR KP CRR Tabel.8. Hasil Perhitungan CRR untuk KP 39 KP M w =7. KP CRR KP CRR KP CRR Tabel.9. Hasil Perhitungan CRR untuk KP 39 KP M w = 8 KP CRR KP CRR KP CRR Perhitungan Cyclic Stress Ratio () Analisa berdasarkan nilai peak ground acceleration yang minimum, rata-rata dan maximum. Tabel.0 Hasil Perhitungan untuk KP 39 KP M w = 6 KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g

10 Tabel. Hasil Perhitungan untuk KP 39 KP M w =6. KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g Tabel.2 Hasil Perhitungan untuk KP 39 KP M w = 7 KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g Tabel.3 Hasil Perhitungan untuk KP 39 KP M w =7. KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g Tabel. Hasil Perhitungan untuk KP 39 KP M w = 8 KP α min = g α avg = 0.38 g α max = g

11 Perhitungan Safety Factor (SF) Setelah dari hasil perhitungan sebelumnya didapatkan harga parameter-parameter CRR dan, berikutnya adalah mengestimasi SF. SF merupakan parameter terpenting dan mutlak yang harus diperhitungkan dalam proses identifikasi soil liquefaction. Hasil perhitungan SF selengkapnya ditunjukkan oleh Tabel. Tabel.9 Tabel. Hasil Perhitungan SF untuk KP 39 KP M w = 6 α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g KP SF KATEGORI SF KATEGORI SF KATEGORI Non Liquefaction.283 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.2600 Non Liquefaction Liquefaction.808 Non Liquefaction.2680 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.2720 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.278 Non Liquefaction 0.70 Liquefaction.882 Non Liquefaction.278 Non Liquefaction 0.70 Liquefaction.80 Non Liquefaction.2679 Non Liquefaction Liquefaction 6.80 Non Liquefaction.2679 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.263 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.233 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.233 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.29 Non Liquefaction Liquefaction.782 Non Liquefaction.2 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.2 Non Liquefaction Liquefaction 3.78 Non Liquefaction.296 Non Liquefaction Liquefaction.96 Non Liquefaction.2908 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.70 Non Liquefaction Liquefaction Tabel.6 Hasil Perhitungan SF untuk KP 39 KP M w =6. KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g SF KATEGORI SF KATEGORI SF KATEGORI Non Liquefaction.6272 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.62 Non Liquefaction 0.92 Liquefaction Non Liquefaction.629 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.68 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.679 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.679 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.628 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.628 Non Liquefaction Liquefaction

12 Non Liquefaction.6 Non Liquefaction 0.92 Liquefaction Non Liquefaction.6337 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.6337 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.62 Non Liquefaction Liquefaction 7.0 Non Liquefaction.682 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.682 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.6289 Non Liquefaction Liquefaction 7.70 Non Liquefaction.6826 Non Liquefaction Liquefaction 9.27 Non Liquefaction Non Liquefaction.3 Non Liquefaction Tabel.7 Hasil Perhitungan SF untuk KP 39 KP M w =7 KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g SF KATEGORI SF KATEGORI SF KATEGORI Non Liquefaction.682 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.698 Non Liquefaction 0.92 Liquefaction Non Liquefaction.709 Non Liquefaction 0.98 Liquefaction Non Liquefaction.7 Non Liquefaction 0.9 Liquefaction Non Liquefaction.72 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.72 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.7090 Non Liquefaction 0.98 Liquefaction Non Liquefaction.7090 Non Liquefaction 0.98 Liquefaction Non Liquefaction.7000 Non Liquefaction 0.93 Liquefaction Non Liquefaction.6892 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.6892 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.6793 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.6733 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.6733 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.683 Non Liquefaction Liquefaction Non Liquefaction.7398 Non Liquefaction 0.96 Liquefaction Non Liquefaction 2.62 Non Liquefaction.70 Non Liquefaction Tabel.8 Hasil Perhitungan SF untuk KP 39 KP M w =7. α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g KP SF KATEGORI SF KATEGORI SF KATEGORI Non Liquefaction Non Liquefaction.6 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.792 Non Liquefaction 3.99 Non Liquefaction Non Liquefaction.892 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.92 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.90 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.90 Non Liquefaction 3.9 Non Liquefaction Non Liquefaction.89 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.89 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.808 Non Liquefaction Non Liquefaction 2.83 Non Liquefaction.707 Non Liquefaction 2

13 Non Liquefaction 2.83 Non Liquefaction.707 Non Liquefaction Non Liquefaction 2.89 Non Liquefaction.6 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.9 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.9 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.66 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.677 Non Liquefaction Non Liquefaction 3.72 Non Liquefaction.9678 Non Liquefaction Tabel.9 Hasil Perhitungan SF untuk KP 39 KP M w =8 KP α min =0.202 g α avg = 0.38 g α max = g SF KATEGORI SF KATEGORI SF KATEGORI Non Liquefaction 3.86 Non Liquefaction.989 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction 3.6 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.9973 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.9973 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.986 Non Liquefaction Non Liquefaction 3.66 Non Liquefaction.978 Non Liquefaction Non Liquefaction 3.66 Non Liquefaction.978 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction.99 Non Liquefaction Non Liquefaction Non Liquefaction 2.07 Non Liquefaction Non Liquefaction.0 Non Liquefaction Non Liquefaction Dari Tabel. Tabel.7. dapat diketahui bahwa harga SF untuk masing-masing KP pada α min =0.202 g dan α avg = 0.38 g adalah lebih besar dari (SF>) sehingga potensi soil liquefaction sangat kecil untuk terjadi. Tetapi untuk α max = g nilainya adalah lebih kecil dari (SF<) sehingga besar kemungkinan terjadinya soil liquefaction. Pada Tabel.8-.9 semua harga SF menunjukkan lebih besar dari Perhitungan Penurunan Tanah Tabel.20. Hasil Perhitungan Nilai B Untuk KP 39 KP M w = 6 KP M = 6 M = 6 M = 6 α min= g α avg= 0.38 g α max = g λ Z B ZL(m ) λ Z B ZL( m) λzl B ZL(m ) l l

14 Tabel.2. Hasil Perhitungan Nilai B Untuk KP 39 KP M w = 6. KP M = 6. M = 6. M = 6. α min= g α avg= 0.38 g α max = g λzl B Zl λzl B Zl λzl B Zl Tabel.22. Hasil Perhitungan Nilai B Untuk KP 39 KP M w = 7 KP M = 7 M = 7 M = 7 α min= g α avg= 0.38 g α max = g λzl B Zl λzl B Zl λzl B Zl Tabel.23. Hasil Perhitungan Nilai B Untuk KP 39 KP M w = 7. KP M = 7. M = 7. M = 7. α min= g α avg= 0.38 g α max = g λ B ZL λ B ZL λ B ZL ZL ZL ZL Tabel.2. Hasil Perhitungan Nilai B Untuk KP 39 KP M w = 8 KP M = 8 M = 8 M = 8 α min= g α avg= 0.38 g α max = g λ ZL B ZL λ ZL B ZL λ ZL B ZL

15 Perkiraan Frekuensi Untuk mengestimasi peluang kegagalan yang terjadi pada sistem perpipaan akibat adanya soil liquefaction, digunakanlah metode Monte Carlo. Oleh karena itu, langkah pertama yang harus dilakukan adalah mencari angka acak yang di gunakan untuk menghitung peluang kegagalan dalam metode Monte carlo. Parameter yang diberi angka acak dalam perhitungan ini adalah parameter ground acceleration (α) memberikan data acak sebanyak 000 data dan nilai antara 0.-. Kemudian angka acak tersebut dimasukkan ke FKP distribusi yang digunakan, yaitu distribusi uniform semua angka acak memiliki peluang yang sama dalam menentukan gagal atau suksesnya sistem. Kemudian menentukan frekuensi kejadian menggunakan mode kegagalan yang telah ditentukan sebelumnya Tabel.2 Perkiraan Frekuensi Kegagalan Akibat Soil liquefaction KP M = 6 M = 6. M = 7 M = 7. M = 8 FK K FK K FK K FK K FK K Dengan: Fk = frekuensi kejadian K = kriteria rangking frekuensi berdasarkan DNV RP F07, 200

16 Perkiraan Konsekuensi Table.27. Rangking Perhitungan Konsekuensi. KP σ c (psi) SMYS (psi) Batas minimum kriteria < 0.9 SMYS (psi) RANKING Matriks Risiko Daerah hasil perkalian Gambar.. Matriks Risiko (DNV RP F07, 200). Tabel.28. Tabulasi Matriks Risiko. KP M = 6 M = 6. M = 7 M = 7. M = 8 Fk Rk Fk Rk Fk Rk Fk Rk Fk Rk

17 0 2 3 Dengan: Fk = rangking frekuensi kejadian Rk = rangking konsekuensi kejadian.6 Mitigasi Risiko a. Perlindungan tambahan pada pipa penumpukan gravel Pada dasarnya adalah untuk mengurug pipa didasar laut batu-batuan yang ditempatkan di sekeliling pipa atau di bawah pipa. Batu-batuan ini dapat membantu mengurangi potensi terjadinya soil liquefaction. Karena pada saat soil liquefaction terjadi tanah tidak akan terlalu banyak kehilangan tegangan geser karena memungkinkan masih adanya penopang sehingga pipa yang terletak di atasnya tidak mengalami free span yang tidak di ijinkan. Pengurukan ini dilakukan menggunakan kapal di permukaan laut yang berjalan di sepanjang jalur pipa. Batu bias dijatuhkan dari kapal cara side dumping (dijatuhkan dari sisi kapal) atau fall pipe (dijatuhkan melalui sebuah kapal). Atau juga dapat dilakukan bottom dropping (bukaan di dasar kapal). b. Perlindungan tambahan pada pipa karung pasir atau grout Pada dasarnya adalah untuk melindungi pipa dari free span (bentangan bebas) yang tidak diijinkan yang dapat terjadi pada pipa pada saat soil liquefaction, sehingga bisa menyebabkan pipa mengalami buckling. Proses ini dibuat menempatkan beberapa karungkarung pasir atau grout di bawah pipeline yang tanahnya mengalami penurunan akibat soil liquefaction. Atau bisa juga dipasang kain fabric yang kosong dibawah pipeline kemudian diisi dnegan grout. Cara ini dipandang lebih andal dan merupakan penopang struktur yang lengkap. Untuk penopang yang besar lebih cepat pemasangannya. Juga cara ini dapat dibentuk sesuai kontur pipa dan diikat pipeline untuk menjamin koneksi yang permanen pipeline. KESIMPULAN dan SARAN Kesimpulan. Di lokasi di sepanjang jalur pipa diletakkan tidak akan terjadi soil liquefaction Magnitude Gempa (Mw) = 6, 6., 7, 7. dan 8 ground acceleration (α) yang diberikan adalah untuk harga α min = 0.202g dan α avg = 0.38g sedangkan harga α max = g akan terjadi soil liquefaction di daerah pipa yang memiliki Magnitude Gempa (Mw) =6, 6. dan 7 untuk Magnitude Gempa (Mw) = 7. dan 8 tidak akan terjadi soil liquefaction karena membutuhkan nilai α > (lebih besar dari batasan nilai α yang diberikan dalam tugas akhir ini) 2. Penurunan tanah terjadi pada lokasi-lokasi yang mengalami soil liquefaction akibat gempa. 3.Tingkat risiko kegagalan yang terjadi untuk semua variasi perhitungan terletak di zona hijau pada matrik 7

18 kegagalan. Ini berarti risiko yang ditimbulkan untuk semua variasi perhitungan dapat diterima..mitigasi Risiko yang digunakan disini lebih banyak mengarah untuk mengurangi frekuensi yang timbul akibat soil liquefaction. Mitigasi risiko yang dapat dilakukan adalah : Perlindungan tambahan pada pipa penumpukan gravel Perlindungan tambahan pada pipa karung pasir atau grout Saran Beberapa hal yang dapat disarankan pada akhir dari tugas akhir ini adalah:. Untuk pipa yang mengalami kondisi terjadinya soil liquefaction dapat dilakukan penelitian lanjut tentang manajemen risiko beserta dampak bahaya yang ditimbulkan terhadap aspek-aspek kehidupan yang berada di sekeliling daerah pipa. 2. Dapat dilakukan analisa risiko kembali nilai variasi α (ground acceleration) untuk masing masing Mw 3. Metode analisa risiko yang digunakan dalam Tugas Akhir ini dapat divariasikan metode analisa risiko yang lain.. Dapat dilakukan analisa mitigasi risiko yang lebih kompleks metode yang lebih tepat. DAFTAR PUSTAKA Baker, Jack W Liquefaction Risk Assessment Using Geostatistics to account for Soil Spatial Variability. Journal Of Geotechnical And Geoenvironmental Engineering, ASCE (2008), 3:() Castro et al Liquefaction Evaluation Procedure: Closure to Discussion. Journal of Geotechnical Engineering,, 2, Chang et al D Liquefaction Potential Analysis of Seabed at Nearshore Area. Journal of Marine Science and Technology, 200; 2(3): -. Chi, Y. Yao & Li Ting Ou A Study On Probabilistic Evaluation of Soil liquefaction. Special Issue on Soil liquefaction. Das, B. M. 98. Principles of Geotechnical Engineering. PWS Publishers. New York. Irawan, Bayu W.P Analisa Risiko Terhadap Pipa Gas Bawah Laut Kodeco Akibat Soil liquefaction Sedimen Dasar Laut. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Kelautan. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya Jeng and Seymour Simplified Analytical Approximation for Pore-Water Pressure Buildup in Marine Sediments. ASCE, X(2007) 33:(309). Jha, S. K. and Kiichi Suzuki Reliability Analysis of Soil liquefaction Based on Standard Penetration Test. Computers and Geotechnics, 36 (2009) Mabrur, Muhammad Analisa Potensi Likuifaksi Pada Area Apron Bandar Udara Medan Baru. Tugas Akhir.Jurusan Teknik Sipil.Universitas Sumatera Utara.Medan. Recommended Practice Det Norske Veritas DNV OS F0. Submarine Pipelines System.Norwegia. Recommended Practice Det Norske Veritas DNV RP F07. Risk Assesment of Pipeline Protection. Norwegia. Rosyid, D. M Pengantar Rekayasa Keandalan. Airlangga University Press. Surabaya. Seed, H. B., and Idriss, I. M. 97. Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential. J. Geotech. Engrg. Div., ASCE, 97(9), Sladen et al. 98. Back Analysis of The Nerlerk Berm Liquefaction Slides. Canadian Geotechnical Journal, 22,,

19 Tua, Pison Tulus Penilaian Risiko Terhadap Pipa Bawah Laut Sistem Skoring. Tugas Akhir. Program Studi Teknik Kelautan. Institut Teknologi Bandung. Bandung Wang, L.R.L. & H. Zhang Buried Pipeline System in a Liquefaction Environment. Tenth World Conference Youd, T. L., and Noble, S. K Magnitude scaling factors. Proc., NCEER Workshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils, Nat. Ctr. for Earthquake Engrg. Res., State Univ. of New York at Buffalo, 9 6. Yu et al Progressive Liquefaction Process of Loosely Deposited Sand Bed Under Oscillating Water Pressure on Its Surface. J. Geotech. Eng., JSCE. No. 680/III-, -. 9