67
Pengembangan Peta Klasifikasi Tanah dan Kedalaman Batuan
Dasar untuk Menunjang Pembuatan Peta Mikrozonasi Jakarta
Dengan Menggunakan Mikrotremor Array
M. Asrurifak, Masyhur Irsyam , Bigman M Hutapea
Pusat Penelitian Mitigasi Bencana (PPMB-ITB)
M. Ridwan
Puslitbang Kementrian Pekerjaan Umum
Aldiar Vidi Pramatatya, Dedy Dharmawansyah
Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan ITB
ABSTRACT: Studi ini dimaksudkan untuk memperoleh peta klasifikasi berdasarkan data bor dangkal (kedalam 30 m) dan peta kedalaman batuan dasar di Jakarta berdasarkan data interpretasi Microtremor array. Studi ini merupakan bagian dari penelitian mahasiswa S2, S3 dan program mikrozonasi Jakarta, dimana metodologi yang digunakan untuk analisis bawah permukaan meliputi: 1) review dan studi literatur mengenai kondisi geologi, 2) pengumpulan data-data bor sekunder dan pengambilan data mikrotremor array, 3) Pengolahan data mikrotremor dengan metode Spatial Autocorrelation (SPAC), 4) Pemodelan struktur kecepatan gelombang-S 1D dan 2D 5) Pembuatan peta klasifikasi site dan kedalaman batuan dasar. Hasil dari studi ini berupa peta klasifikasi tanah dan peta kedalaman batuan dasar di lokasi penelitian yang akan digunakan sebagai data dan parameter dalam penyusunan peta mikrozonasi gempa, dimana peta mikrozonasi gempa ini diperlukan sebagai masukan dalam proses lanjutan kajian risiko bencana gempabumi agar langkah-langkah mitigasi bencana gempa selanjutnya dapat diformulasikan dan diimplementasikan.
Keywords: klasifikasi tanah, batuan dasar, microtremor array
1 PENDAHULUAN
Wilayah kepulauan Indonesia merupakan daerah rawan gempa karena secara geografis berada di daerah konvergensi beberapa lempeng tektonik aktif. Dilihat dari data sejarah kegempaan yang pernah terjadi, hampir seluruh wilayah Indonesia merupakan daerah dengan tingkat kejadian gempa yang cukup tinggi. Dalam beberapa tahun terakhir ini seringkali terjadi gempa dengan kekuatan yang beragam, dimana gempa-gempa dengan kekuatan sedang-besar seringkali menimbulkan dampak yang cukup besar di daerah yang terkena gempa seperti kerusakan pada bangunan gedung, infrastruktur dan korban jiwa.
Untuk mengurangi tingkat risiko terhadap gempa, pemerintah telah memprogramkan penyusunan peta mikrozonasi dengan prioritas DKI Jakarta dan beberapa kota besar lainnya di Indonesia. Khusus untuk DKI Jakarta rencananya peta mikrozonasi dibuat sampai level 4 yang dibuat secara rinci dalam skala 1:25.000, dengan memperhitungkan hasil analisis respons tanah berdasarkan hasil penyelidikan geoteknik lengkap, hasil studi seismologi
terapan, analisis vulnerability, perhitungan kerugian, dan evaluasi risiko.
Untuk mengetahui kedalaman batuan dasar dan menambah kelengkapan data tanah di Jakarta terkait dengan penyusunan peta mikrozonasi, maka dalam kegiatan ini akan dilakukan penyelidikan tanah dengan melakukan pengeboran dangkal untuk mendapatkan data site class (kedalaman 30 m) dan dengan menggunakan metode microtremor array. Metode Spatial Autocorrelation (SPAC) akan digunakan untuk analisis data microtremor untuk memperoleh kurva dispersi dan pemodelan struktur kecepatan gelombang S. Interpretasi model struktur kecepatan gelombang S 1D hasil uji mikrotremor
array ditujukan untuk penentuan kedalaman batuan
dasar dan klasifikasi tanah.
Studi ini merupakan bagian dari penelitian S3 dan program mikrozonasi Jakarta, dimana metodologi yang digunakan untuk analisis bawah permukaan meliputi: 1) review dan studi literatur mengenai kondisi geologi, 2) pengumpulan data-data bor sekunder dan pengambilan data mikrotremor array, 3) Pengolahan data mikrotremor dengan metode
68
Spatial Autocorrelation (SPAC), 4) Pemodelan struktur kecepatan gelombang-S 1D dan 2D 5) Pembuatan peta klasifikasi site dan kedalaman batuan dasar.
Hasil dari studi ini berupa peta klasifikasi tanah dan kedalaman batuan dasar di lokasi penelitian sebagai bahan masukkan untuk penyusunan peta mikrozonasi gempa.
2 METODOLOGI
Metodologi dan proses analisis untuk mendapatkan peta klasifikasi tanah ini meliputi:
a. Studi literatur dan pengumpulan data sekunder hasil penyelidikan tanah yang ada di wilayah Jakarta dari Dinas Perindustrian dan Energi Provinsi DKI Jakarta khususnya dan Dinas atau instansi lain yang mempunyai data geoteknik wilayah Jakarta yang memungkinkan untuk dimanfaatkan datanya;
b. Mensortir data geoteknik agar bisa digunakan untuk analisis perambatan gelombang dari batuan dasar ke permukaan tanah dengan ketentuan informasi data minimal yang harus ada adalah sebagai berikut:
Ada informasi lokasi titik bor (ada koordinat longitude dan latitude).
Ada informasi deskripsi lapisan tanah hingga kedalaman 30-40 m.
Ada informasi hasil uji N-SPT tiap-tiap lapisan tanah.
Ada informasi nilai specific gravity tiap-tiap lapisan tanah.
Informasi lokasi titik bor bila tidak ada di data, maka apabila memungkinkan bisa dilakukan survey lapangan untuk mendapatkan koordinat titik bor tersebut dengan GPS;
c. Mengembangkan suatu sitem basis data yang berisi informasi data geoteknik hasil penyelidikan tanah tersebut dalam format
Graphycal Information System (GIS);
d. Melakukan pengolahan data tanah untuk selanjutnya supaya bisa ditentukan klasifikasi tanah (site class);
Metodologi survey mikrotremor array dilakukan dengan konfigurasi dibuat berbentuk segitiga dengan tujuan untuk memperoleh memperoleh kurva dispersi mikrotremor dengan metode SPAC. Ukuran segitiga
array dirancang sesuai dengan target kedalaman yang diperlukan.
Pengukuran pada satu lokasi pengamatan dilakukan dengan memasang 4 buah sensor pada tiap segitiga array dimana 1 buah diletakkan dipusat lingkaran dan 3 buah menyebar diluar lingkaran, Durasi pengukuran yang diperlukan untuk setiap segitiga array adalah sekitar 45 menit – 1.5 jam untuk array besar dan 30 - 45 menit untuk array kecil.
Prosesing data mikrotremor array dilakukan dengan beberapa tahap sebagai berikut:
a. Estimasi kecepatan fase dilakukan dengan metode Spatial Autokorelasi (SPAC) dengan menggunakan persamaan berikut :
dimana
0
,
adalah fungsi SPAC pada titik pusat array melingkar.Dengan integral dari persamaan diatas diperoleh :
Jo(x) adalah Bessel function dari x, c(ω) adalah kecepatan fase pada tiap frekuensi ω.
Kecepatan fase c(ω) dihitung dengan mencocokan (fitting) koefisien SPAC pada frekuensi f terhadap fungsi Bessel.
b. Estimasi Kecepatan Gelombang Geser (Vs)
c. Profil kecepatan gelombang geser 1-D diperoleh dari hasil inversi dari kurva dispersi mikrotremor pada setiap lokasi pengukuran dengan menggunakan algoritma genetika. Pada dasarnya cara ini dilakukan untuk mendapatkan model yang paling baik (mendekati kondisi sebenarnya) dengan misfit paling minimum.
3 HASIL ANALISIS
Data yang diambil dari data borlog adalah N-SPT, dari nilai tersebut ditentukan site class disetiap titik yang ditinjau, yaitu dengan merata-ratakan N-SPT untuk 30 m lapisan teratas sesuai dengan aturan yang ada di SNI 1726-2012. Penentuan site class berdasarkan nilai N rata-rata yang dimaksud adalah seperti yang terlihat pada Tabel-1.
2 0(
,
,
)
,
0
.
2
1
)
,
(
r
r
d
c
r
J
r
,
)
0(
69
Tabel-1. Klasifikasi tanah (SNI 1726-2012)
KlasifikasiSitus Deskripsi Umum
V
s(m/dt)
N
S
u(KPa)
SA Batuan Keras
V
s1500
N/A N/A SB Batuan750
V
s
1500
N/A N/A SC Tanah sangat Padat danBatuan Lunak
350
V
s
750
N
50
S
u100
SD Tanah Sedang175
V
s
350
15
N
50
50
S
u
100
SE Tanah Lunak175
sV
N
15
S
u50
Setiap profil lapisan tanah dengan ketebalan lebih dari 3m dengan karakteristik sebagai berikut :
1. PI >20
2. Kadar air 40%
3. Kuat geser tak terdrainase
S
u25KPa
SF Tanah Khusus Membutuhkan evaluasi khusus70
Dalam penelitian ini didapat data tanah sebanyak 218 titik yang menyebar di Jakarta. Selanjutnya akan dibuat peta kontur site class dengan menggunakan 218 data tersebut. Adapun lokasi dan hasil dari perhitungan site class untuk 218 titik tersebut dapat dilihat pada Gambar-1. Dari peta diatas kemudian dibuat peta kontur N-SPT. Adapun peta kontur N_SPT dapat dilihat pada Gambar-2.
Jika dikelompokkan berdasarkan klasifikasi tanahnya menurut Tabel-1 diatas, maka site class Jakarta maka dapat dilihat pet kelas situs seperti Gambar 3.
Hasil pengukuran Microtremor array yang sudah dilakukan hingga bulan September 2013 adalah sebanyak 16 titik yang tersebar sebagian besar wilayah Jakarta Utara dan Timur. Jadi data Microtremor array ini masih bersifat sementara karena akan dilakukan pengukuran lanjutan sehingga kerapatan titik pengamatan menjadi lebih baik hingga
mengasilkan peta kontur yang lebih representative. Peta kontur kedalaman batuan dasar dari 16 data pengukuran Microtremor array ini seperti yang terlihat pada Gambar-4.
4
DISKUSI DAN KESIMPULAN
Studi ini menampilkan
peta klasifikasi
berdasarkan 218 data
bor dangkal (kedalam 30 m)dan peta kedalaman batuan dasar di Jakarta
berdasarkan 16 data interpretasi Microtremor
array.
Peta sebaran site class di wilayah DKI Jakarta didominasi oleh tanah lunak dan tanah sedang. Untuk wilayah Jakarta Utara sebagian besar merupakan tanah lunak.
71
Gambar-3.
Peta sebaran klasifikasi tanah wilayah Jakarta dari 218 data titik bor.
Data yang digunakan untuk pembuatan peta klasifikasi tanah ini adalah 218 data bor yang sebarannya relatif belum merata, oleh karena itu peta klasifikasi tanah ini akan lebih representative bila data bor yang digunakan lebih banyak yang merata di seluruh wilayah Jakarta.
Data yang digunakan untuk pembuatan peta
kedalaman batuan dasar
ini adalah sebanyak16
data microtremor array
yang sebarannya sebagian besar di wilayah Jakarta Timur, oleh karena itu petakedalaman batuan dasar
ini masih bersifat sementara dan akan lebih representatif bila pekerjaansurvey
microtremor array ini sudah dilakukan
lebih banyak dan merata di seluruh wilayah
Jakarta.
Hasil dari studi ini akan digunakan sebagai data dan parameter dalam penyusunan peta mikrozonasi gempa, dimana peta mikrozonasi gempa ini
diperlukan sebagai masukan dalam proses
lanjutan kajian risiko bencana gempabumi agar
langkah-langkah mitigasi bencana gempa
selanjutnya
dapat
diformulasikan
dan
diimplementasikan.
72
Gambar-4. Peta kontur kedalaman batuan dasar di wilayah DKI Jakarta berdasarkan 16 data
Microtremor array.
DAFTAR PUSTAKA
Atilla Ansal, Recents Advances in Earthquake
Geotechnical engineering and Microzonation,
Geotechniccal, Geologycal, Earthquake Engineering, Kluwer Academic Publisher, 2004. Irsyam M., dkk, 2010, Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi
Peta Gempa Indonesia, Laporan Studi.
Sitharam, Microzonation Studies in India: Experiments
and Experiences, Department of Civil
Engineering, Indian Institute of Science, Bangalore, India.
SNI-1726-2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, Badan Standarisasi Nasional, 2012
Nath, S.K. and Thingbaijam,K.K.S., Seismic Hazard
Assessment – a Holistic Microzonastion Approach,
Dept. Geology and Geophysics, Indian Institute of Technology, Kharagpur, India, Nat. Hazards Earth Syst. Sci, 9, 1445-1459, 2009.
