1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kepulauan Indonesia terletak diantara pertemuan tiga lempeng dunia, yaitu Pasifik, Indo-Australia dan Australia. Hingga saat ini, lempeng-lempeng tersebut masih terus bergerak mengelilingi kepulauan Indonesia. Interaksi antar lempeng menciptakan jalur subduksi (penujaman) dan jalur tubrukan yang terus aktif sehingga mengakibatkan kepulauan Indonesia memiliki aktivitas seismik yang tinggi dan kerap menimbulkan gempa bumi. Eurasia Pasifik Indo Australia Gambar 1.1 Indonesia di pertemuan 3 lempeng dunia (http://www.bmkg.go.id, diakses pada tanggal 30 Juli 2013) Peristiwa gempa bumi mengakibatkan kerusakan berbagai jenis struktur yang disebabkan oleh terjadinya celah, gerakan abnormal dan tidak merata, serta hilangnya kekuatan lapisan tanah atau yang disebut dengan likuifaksi. Fenomena likuifaksi terjadi ketika lapisan tanah jenuh air mengalami penurunan kekuatan akibat kehilangan tahanan geser oleh peningkatan tekanan air pori tanah yang terjadi selama gempa. Tanah mengalami perubahan perilaku menjadi seperti cairan hingga akhirnya terjadi keruntuhan struktur. Beberapa contoh kasus gempa 1
bumi yang memicu terjadinya likuifaksi antara lain gempa Good Friday di Alaska tahun 1964, gempa Niigata di Jepang tahun 1964, gempa Van Norman di bagian selatan California yang mengakibatkan keruntuhan bendungan Lower San Fernando Dam dan Upper Fernando Dam tahun 1971, gempa Aceh dan Nias tahun 2004, gempa Yogyakarta pada tahun 2006 dan gempa Christchurch di New Zealand pada tahun 2011. Pada umumnya, fenomena likuifaksi terjadi pada lapisan tanah granuler (kepasiran) yang jenuh air dan menerima beban siklik akibat gempa. Getaran gempa mengakibatkan partikel tanah berkontraksi, dan karena berlangsung begitu cepat dalam kondisi tak terdrainase (undrained), hal tersebut memicu naiknya tekanan air pori pada tanah. Ketika nilai tekanan air pori mencapai sama besar dengan tegangan total tanah, maka tegangan efektif tanah sama dengan nol, dan pada saat itulah tanah mengalami penurunan kuat geser dan runtuh. Peristiwa likuifaksi telah terjadi di Daerah Istimewa Yogyakarta akibat gempa pada tanggal 27 Mei 2006. Gempa berskala 6,3 Skala Ritcher tersebut merusakkan runway Bandara Adi Sucipto, infrastruktur, perkantoran dan ratusan rumah penduduk khususnya di Kabupaten Bantul dan Kotamadya Yogyakarta. Mayoritas kegagalan struktur ditimbulkan oleh fenomena likuifaksi, sebagian besar kerusakan yang terjadi disertai dengan adanya gejala-gejala likuifaksi, yaitu adanya semburan pasir (sand boiling) dan sebaran lateral tanah (lateral spreading). Lokasi-lokasi terjadinya likuifaksi di wilayah bantul akibat gempa tahun 2006 dapat dilihat pada Gambar 1.2. 2
Gambar 1.2 Lokasi likuifaksi di wilayah Bantul akibat gempa Yogyakarta 2006 (Soebowo dkk., 2007 dengan modifikasi) Berdasarkan studi geologi, sebagian besar kondisi tanah di Yogyakarta merupakan lapisan tanah pasir tebal hingga kedalaman 60 meter dari permukaan tanah dengan gradasi yang relatif seragam. Muka air tanah terletak pada kedalaman sekitar 12 meter pada musim kemarau dan naik menjadi 4 sampai 6 meter ketika musim penghujan. Jika ditinjau dari aktivitas seismik serta kondisi geologi dan geotekniknya, maka Daerah Istimewa Yogyakarta merupakan wilayah yang tergolong rentan akan potensi likuifaksi. Oleh sebab itu sebuah penelitian dilakukan untuk menyusun suatu peta probabilitas likuifaksi untuk Daerah Istimewa Yogyakarta, khususnya Kabupaten Bantul, Sleman dan Kotamadya Yogyakarta lalu membandingkannya dengan pendekatan eksperimental pemodelan likuifaksi dalam skala tertentu menggunakan metode shaking table untuk daerah Imogiri di sekitar Kali Opak. Penelitian ini menggunakan data-data geoteknik CPT (Cone Penetration Test) dan SPT (Soil 3
Penetration Test) yang dianalisis menggunakan metode simplified method oleh Seed dan Idriss (1971). Hasil akhir merupakan peta kawasan Yogyakarta yang terbagi menjadi enam zona probabilitas likuifaksi dengan menggunakan metode Liquefaction Severity Index yang dikembangkan oleh Sonmez dan Gokceoglu pada tahun 2005. 1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui struktur lapisan tanah kawasan Kabupaten Bantul, Sleman dan Kotamadya Yogyakarta berdasarkan data geotekniknya. 2. Mengetahui besaran nilai percepatan puncak muka tanah di setiap titik uji, dengan metode deterministik berdasarkan episentrum gempa Yogyakarta tahun 2006 dan metode probabilistik berdasarkan peta gempa peraturan SNI 1726-2002 dan SNI 1726-2012. 3. Melakukan analisis likuifaksi pada setiap titik tinjauan dari data uji lapangan yang tersedia. 4. Membuat peta zona probabilitas likuifaksi dari data yang sudah dianalisis sebelumnya, sehingga dapat diketahui tingkat kerentanan likuifaksi pada wilayah tersebut. 5. Membandingkan peta potensi likuifaksi hasil analisis dengan analisis pendekatan eksperimental metode shaking table untuk daerah Imogiri khususnya di sekitar Kali Opak. 6. Membandingkan metode analisis yang digunakan dalam penelitian ini dengan metode analisis hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya untuk ruang lingkup studi Kabupaten Bantul dan Kotamadya Yogyakarta. 1.3 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah : 1. Memahami konsep dan mekanisme likuifaksi. 2. Memahami prosedur analisis probabilitas likuifaksi. 4
3. Mengetahui wilayah-wilayah di kawasan Kabupaten Bantul, Sleman dan Kotamadya Yogyakarta yang memiliki potensi untuk terjadi likuifaksi. 4. Memahami potensi kerusakan yang ditimbulkan oleh likuifaksi beserta upaya penanganannya. 5. Sebagai sumbangan ilmu di cabang ilmu geoteknik khususnya pada bidang likuifaksi. 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Analisis perhitungan menggunakan korelasi data CPT (Cone Penetration Test) dan SPT (Soil Penetration Test). 2. Kedalaman muka air tanah mengacu pada peta kedalaman air tanah sebelum gempa 2006. 3. Data uji lapangan yang digunakan mengacu pada kondisi sebelum gempa 2006. 4. Perhitungan Cyclic Stress Ratio dan Cyclic Resistance Ratio menggunakan metode simplified procedure (Seed dan Idriss, 1971) dan penelitian Olsen (1997). 5. Analisis probabilitas likuifaksi menggunakan metode Liquefaction Severity Index oleh Sonmez dan Gokceoglu tahun 2005. 5