BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada hari Sabtu tanggal 27 Mei 2006, Yogyakarta dan sebagian wilayah Klaten digoncang gempa tektonik, dengan kekuatan 6,3 SR. Gempa yang terjadi tidak hanya meluluh lantakan sendi – sendi kehidupan sebagian masyarakat kota Yogyakarta, tetapi juga bangunan yang dilewatinya, termasuk di dalamnya situs-situs bangunan bersejarah, salah satunya Kompleks Candi Prambanan. Hal ini karena secara geologis Kompleks Candi Prambanan berada di atas sesar aktif yang membentang dari wilayah Prambanan, Piyungan, Pleret, Imogiri, dan Pundong. Sesar ini sering disebut dengan patahan Opak seperti terlihat pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2. Sesar tersebut kembali aktif karena dipicu oleh aktivitas gempa yang terjadi (Tim Penyusun Laporan Kegiatan Studi Teknis Pelestarian Candi Siwa, Kompleks Candi Prambanan, 2012).
Akibat aktivitas gempa ini, Kompleks Candi Prambanan mengalami kerusakan yang relatif parah. Berdasarkan hasil observasi diketahui bahwa semua bangunan di Kompleks Candi Prambanan mengalami kerusakan struktural maupun kerusakan material dengan jenis dan kondisi kerusakannya cukup bervariatif. Jenis kerusakan yang terjadi, meliputi: kerusakan struktural berupa miring, runtuh, dan deformasi vertikal-horizontal, sedangkan kerusakan material berupa retak, patah, pecah, dan mengelupas. Perbedaan atau variasi jenis dan tingkat kerusakan ini ternyata dipengaruhi juga oleh teknik pemugaran terdahulu dan perilaku goncangan gempa (Tim Penyusun Laporan Kegiatan Studi Teknis Pelestarian Candi Siwa, Kompleks Candi Prambanan, 2012).
Bangunan Candi Prambanan ini berdiri di atas tiga bentuk halaman yang masing-masing berbentuk segi empat yaitu halaman pertama dengan ukuran 110 meter x 110 meter, pada halaman ini dijumpai Candi utama (Brahma, Siwa, dan Wisnu beserta Candi Perwara serta Candi Apit) terlihat pada Gambar 1.3. Halaman ke dua berukuran 222 meter x 222 meter dan pada halaman ini dijumpai Candi Perwara,
sedangkan halaman ke tiga merupakan halaman kompleks Candi Prambanan dengan ukuran 390 meter x 390 meter (Tim Penyusun Laporan Kegiatan Studi Teknis Pelestarian Candi Siwa, Kompleks Candi Prambanan, 2012).
Gambar 1.1 Peta Teknonik Sesar Aktif di Indonesia (Peta hazard gempa Indonesia, 2010)
Gambar 1.3 Denah Kompleks Candi Prambanan (Detail lokasi Candi Siwa) (Suryolelono dalam Kegiatan Studi Teknis Pelestarian Candi Siwa, Kompleks
Candi Prambanan, 2012).
Gempa bumi merupakan bencana alam yang dapat merusak struktur tanah yang dilaluinya seperti terlihat dalam Gambar 1.4. Salah satu kerusakan pada struktur tanah yang ditimbulkan oleh gempa bumi adalah likuifaksi. Peristiwa likuifaksi dapat menimbulkan amblasan, keruntuhan pada bangunan, retakan tanah, kelongsoran dan lain – lain. Beberapa contoh kasus gempa 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. Fenomena likuifaksi yang ada di beberapa negara seperti terlihat dalam Gambar 1.5 dan 1.6.
Gambar 1.4 Kerusakan pada bangunan pasca gempa bumi Nias 2005 (Pusat Mitigasi Bencana ITB, 2005)
Gambar 1.5 Gedung – gedung terguling akibat likuifaksi, pasca gempa Niigata 1964 (http://www.ce.washington.edudiakses 14 September 2015)
Pada umumnya, fenomena likuifaksi terjadi pada lapisan tanah granuler (kepasiran) yang jenuh air, kerapatan relatif rendah dan menerima beban siklik akibat gempa. Getaran gempa mengakibatkan partikel tanah berkontraksi dan berlangsung begitu cepat dalam kondisi 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.
Untuk mengetahui kondisi tanah dasar fondasi Candi Prambanan perlu dilakukan uji potensi likuifaksi. Dalam menentukan suatu daerah memiliki potensi likuifaksi atau tidak bisa dengan dua cara yaitu tes uji laboratorium dan tes uji lapangan yang nantinya akan dihitung faktor amannya. Pada tes uji lapangan, tes yang sering dilakukan ialah tes N-SPT (Standard Penetration Test). Penelitian ini menggunakan metode semi empiris untuk mengestimasi potensi likuifaksi. Metode semi empiris yaitu perbandingan dua variabel antara gaya seismik pada lapisan tanah yang disebut dengan cyclic stress ratio dan kapasitas tanah dalam menahan likuifaksi yaitu cyclic resistance ratio (Youd, et al., 2001). Mengacu pada fenomena likuifaksi, maka penting untuk menganalisis potensi likuifaksi yang ada di Candi Prambanan, apakah kondisi tanah dasar fondasi Candi Prambanan berpotensi mengalami likuifaksi dengan analisis menggunakan metode semi empiris.
1.2 Tujuan
Penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui :
a. nilai PGA (Peak Ground Acceleration) terbesar yang pernah diterima Candi Prambanan berdasarkan beberapa formula empiris dan gempa tercatat yang pernah terjadi di Yogyakarta,
b. nilai Cyclic Resistance Ratio (CRR) dan Cyclic Stress Ratio (CSR) pada tiap kedalaman tanah,
c. faktor aman pada titik tinjauan terhadap ancaman likuifaksi dari interpretasi N-SPT (Standard Penetration Test) pada tiap kedalaman, dan
d. analisis potensi kejadian likuifaksi dengan menggunakan metode LPI (Liquefaction Potential Index), LSI (Liquefaction Severity Index) dan LRI (Liquefaction Risk Index) berdasarkan kedalaman tanah.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. analisis likuifaksi menggunakan data N-SPT (Standard Penetration Test) yaitu di Pelataran Candi Prambanan Yogyakarta,
b. pada titik uji, besaran berat volume tanah menggunakan korelasi dari data uji N-SPT (Standard Penetration Test),
c. analisis PGA (Peak Ground Acceleration) menggunakan formula empiris Donovan, Mc. Guirre, Esteva, Kanai dan Matuscha,
d. data gempa tercatat yang pernah terjadi di Yogyakarta berdasarkan versi Elnashai tahun 1903 - 2006, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG ) Yogyakarta tahun 2004 – 2015 dan USGS ( United State Geology Survey ) tahun 1957 – 2015,
e. hitungan Cyclic Stress Ratio menggunakan metode Simplified Procedure (1971), Tokimatsu & Yoshimi (1983), dan Idriss & Boulanger (2006), f. hitungan Cyclic Resistance Ratio menggunakan A.F. Rauch (1998) dan
Tokimatsu and Yoshimi (1983).
1.4 Manfaat
Manfaat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. memahami konsep dan mekanisme likuifaksi,
b. memahami prosedur analisis likuifaksi berdasarkan metode semi empiris, c. mengidentifikasi potensi likuifaksi dan bahaya yang dapat terjadi pada Candi
Prambanan, Yogyakarta,
d. mengurangi risiko bencana likuifaksi terhadap bangunan Candi Prambanan, e. sebagai kontribusi di bidang geoteknik, khususnya tentang potensi likuifaksi
1.6 Keaslian
Penelitian mengenai potensi likuifaksi dan penelitian – penelitian yang dilakukan di Kompleks Candi Prambanan yang telah dipublikasikan antara lain sebagai berikut :
a. Djumarma, dkk. (2010) melakukan penelitian geoseismik menggunakan mikrotremor di Candi Prambanan. Percepatan puncak terhitung gempa bumi Yogyakarta dan di sekitar daerah ini adalah 2-3 m/detik2 atau 0,2 – 0,3 g. Berdasarkan parameter utama kegempaan ini, dapat dinyatakan candi Prambanan terletak di daerah potensi bencana gempa bumi dengan goncangan tanah tinggi.
b. Nurhidayati (2011) meneliti tentang pengaruh beban siklis pada tanah dasar fondasi candi prambanan dengan variasi kepadatan dalam tinjauan parameter dinamis tanah. Hasil penelitian tersebut adalah saat terjadi gempa dengan skala 6,3 skala Richter, candi Prambanan tidak mengalami keruntuhan, karena tanah dasar fondasi candi memiliki tahanan geser yang tinggi dan damping ratio yang cukup besar. Dari hasil uji tampak bahwa pasir candi Prambanan tidak mengalami keruntuhan akibat likuifaksi.
c. Rahmi (2011) meneliti tentang perilaku regangan – siklus pembebanan tanah pasir Prambanan dengan uji triaksial siklis. Dari hasil uji triaksial siklis tampak bahwa, tanah tidak mengalami keruntuhan akibat likuifaksi maupun cyclic mobility, namun, untuk pembebanan amax =0,3 g dan 0,4 g; tanah masih mengalami peningkatan deformasi yang besar. Hal ini cukup berbahaya karena peningkatan deformasi cepat dapat menyebabkan kerusakan bangunan di atas tanah.
d. Tim Studi Mitigasi Bencana di Kawasan Cagar Budaya Candi Prambanan (2012) melakukan pengamatan percepatan puncak pada situs Prambanan diamati masing – masing 1-1,5 gals hingga 4,0-4,5 gals, berdasarkan hasil puncak pergerakan permukaan tanah di 124 lokasi.
e. Yogatama (2012) melakukan analisis potensi likuifaksi dengan menggunakan data N-SPT untuk daerah Kota Yogyakarta dan Kabupaten Bantul untuk menentukan zona potensi likuifaksi dengan metode LPI (Liquefaction
Potential Index). Dari hasil analisis tampak bahwa wilayah Kabupaten Bantul sangat rawan terhadap likuifaksi, karena mayoritas kawasan tersebut termasuk ke dalam zona high dan very high potential.
f. Mase (2013) meneliti potensi likuifaksi di Kali Opak Imogiri, Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta menggunakan shaking table dan analisis data N-SPT menggunakan metode tegangan maksimum kolom tanah kaku. Penelitian tersebut menggunakan percepatan maksimum gempa 0,3g sampai 0,4g, frekuensi getaran 1,4 Hz sampai 1,8 Hz dengan durasi getar 8, 16 ,32 detik dan kerapatan relatif tanah yang dibuat konstan. Hasil penelitian memberikan gambaran bahwa tanah pasir Kali Opak Imogiri berpotensi likuifaksi untuk setiap beban dinamis yang diberikan.
g. Laia (2014) melakukan penelitian potensi likuifaksi tanah pasir Kali Opak Pleret menggunakan alat shaking table, dan dapat diketahui bahwa kerapatan tanah pasir sangat mempengaruhi potensi likuifaksi. Tegangan air pori yang terjadi untuk kerapatan 25% dan 35% dapat melewati batas tegangan efektif yang menyebabkan tanah berpotensi likuifaksi, sedangkan untuk kerapatan 45% dan 55% tegangan air pori hanya dapat bergerak di bawah tegangan efektif dan tanah tidak berpotensi likuifaksi.
h. Komaji (2014) melakukan studi eksperimental pengaruh beban bangunan terhadap potensi likuifaksi pada tanah pasir Kali Opak Pleret menggunakan alat shaking table. Dari hasil penelitian tersebut ttampak bahwa semakin besar beban bangunan yang diberikan, semakin besar pula ketahanan tanah terhadap potensi likuifaksi.
Berdasarkan penelitian terdahulu dapat disimpulkan bahwa penelitian potensi likuifaksi dengan metode semi empiris di Kompleks Candi Prambanan yang berjudul “Analisis Potensi Likuifaksi Pada Tanah Dasar Fondasi Candi Prambanan Berdasar Metode Semi Empiris” belum pernah dilakukan sebelumnya, khususnya di Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.
