Fenomena Likuifaksi (Pencairan Tanah) Sebagai Bahaya Sekunder Gempa Bumi

Fenomena Likuifaksi (Pencairan Tanah) Sebagai Bahaya Sekunder Gempa Bumi

Amongguru.com.  Likuifaksi (liquefaction) merupakan fenomena berkurangnya kekuatan dan kekakuan tanah.

Likuifaksi dapat disebabkan karena terjadinya gempa bumi atau pergerakan tanah yang lainnya. Likuifaksi adalah proses berubahnya sifat tanah dari keadaan padat menjadi cair.

Lapisan pasir berubah menjadi seperti cairan, sehingga tidak mampu lagi menopang beban bangunan  di atasnya.

Ketidakmampuan ini disebabkan oleh beban siklik pada waktu terjadi gempa, sehingga tekanan air pori (pore water) meningkat mendekati atau melampaui tegangan vertikal. Karena tekanan airnya meningkat, maka jarak antar partikel pasir menjadi semakin renggang, sehingga kekuatan totalnya berkurang drastis.

Fenomena likuifaksi menyebabkan sejumlah besar kerusakan dalam sejarah gempa bumi di seluruh dunia. Kerugian terbanyak dari likuifaksi terjadi akibat besarnya getaran yang menyebabkan runtuhnya bangunan dengan struktur yang lemah.

Fenomena Likuifaksi (Pencairan Tanah) Sebagai Bahaya Sekunder Gempa Bumi
Fenomena Likuifaksi (Pencairan Tanah) Sebagai Bahaya Sekunder Gempa Bumi

Getaran gempa sering memicu terjadinya peningkatan tekanan air. Pada saat likuifaksi terjadi,  kekuatan tanah menurun dan kemampuan deposit tanah untuk mendukung pondasi untuk bangunan dan jembatan menjadi berkurang.

Tekanan air yang meningkat juga dapat memicu tanah longsor dan menyebabkan runtuhnya bangunan seketika.

Faktor-faktor Penyebab Likuifaksi

Ada beberapa faktor yang dapat menyebabkan terjadinya likuifaksi. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap terjadinya likuifaksi tanah adalah sebagai berikut.

1. Jenis tanah

Tanah berjenis pasir lepas, jika bergradasi seragam, maka lebih besar terkena likuifaksi dibandingkan dengan yang bergradasi baik. Jenis tanah dengan angka pori atau kerapatan kecil, akan rentan terhadap likuifaksi.

Gempa bumi di kota Nigata, Jepang pada tahun 1964, likuifaksi banyak terjadi pada tanah berpasir dengan kerapatan relatif 50% dan tidak terjadi pada areal dengan kerapatan relatif di atas 70%.

2. Tekanan batas

Likuifaksi tanah berpotensi menurun seiring meningkatnya tekanan batas. Sejumlah uji laboratorium menunjukkan bahwa dibutuhkan tegangan yang besar dengan meningkatnya tekannan batas untuk menyebabkan terjadinya likuifaksi.

3. Intensitas gempa

Intensitas gempa juga dapat memengaruhi terjadinya likuifaksi. Tingkat kerentanan suatu deposit tanah mengalami likuifaksi tergantung pada magnitudo tegangan dan regangan yang diinduksikan oleh gempa bumi yang berhubungan dengan intensitas gempa bumi.

4. Durasi gempa

Durasi atau lamanya gempa merupakan faktor penting untuk menentukan potensial likuifaksi tanah. Durasi gempa akan menentukan jumlah ulang alik tegangan yang diberikan terhadap tanah untuk menyebabkan likuifaksi.

Proses Terjadinya Likuifaksi

Likuifaksi terjadi pada tanah jenuh, yang ditandai dengan ruang antara partikelnya benar-benar penuh dengan air. Air akan memberikan suatu tekanan pada partikel tanah tersebut yang mempengaruhi seberapa erat partikel itu sendiri ditekan bersamaan.

Sebelum gempa, tekanan air relatif rendah. akan tetapi getaran gempa bumi dapat menyebabkan tekanan air meningkat ke titik dimana partikel tanah dengan mudah dapat bergerak satu sama lain.

Mengenali kondisi yang ada pada deposit tanah sebelum gempa bumi adalah langkah penting untuk menghindari terjadinya likuifaksi.

Deposit tanah terdiri dari satu himpunan partikel tanah individu. Setiap partikel tanah akan saling berikatan (melakukan kontak) dengan partikel lainnya. Berat partikel tanah yang saling melapisi menghasilkan kekuatan kontak antara partikel, sehingga tanah menjadi kuat.

Likuifaksi terjadi ketika struktur pasir jenuh yang longgar rusak, karena pergerakan tanah. Individu partikel yang longgar akan berusaha untuk pindah ke konfigurasi tanah yang lebih padat.

Pada peristiwa gempa bumi, bagaimana pun tidak ada cukup waktu bagi air di pori-pori tanah untuk diperas atau dikeluarkan dari tanah. Sebaliknya, air terjebak dalam tanah dan mencegah partikel tanah untuk bergerak lebih dekat satu sama lain.

Hal ini disertai dengan peningkatan tekanan air yang mengurangi kekuatan kontak antara individu partikel tanah, sehinggga terjadi pelunakan serta melemahnya deposit tanah dan terjadilah likuifaksi.

Dampak Likuifaksi Pada Bangunan Sipil

Likuifaksi hanya terjadi pada tanah jenuh air, dengan demikian kedalaman muka air tanah akan mempengaruhi potensi terhadap likuifaksi. Potensi terhadap likuifaksi akan menurun dengan bertambah dalamnya muka air tanah.

Fenomena likuifaksi terjadi seiring terjadinya gempa bumi. Peristiwa likuifaksi ditandai dengan munculnya lumpur pasir di permukaan tanah berupa semburan pasir (sand boil), rembesan air melalui rekahan tanah, atau dalam bentuk tenggelamnya struktur bangunan di atas permukaan, dan penurunan muka tanah.

Evaluasi potensi likuifaksi pada suatu lapisan tanah dapat ditentukan dari kombinasi sifat-sifat tanah (gradasi butiran dan ukuran butir), lingkungan geologi (proses pembentukan lapisan tanah, sejarah kegempaan, kedalaman muka air tanah).

Likuifaksi menjadi penyebab dari hancurnya bangunan struktur di beberapa kejadian gempa bumi. Berdasarkan simulasi yang dilakukan di Jepang, goncangan akibat gempa, membuat bangunan di atasnya amblas, sedangkan benda di dalam tanah seperti tangki minyak muncul ke permukaan.

Beberapa fenomena likuifaksi yang pernah ditemui pada daerah pasca gempa, diantaranya berupa semburan pasir yang menyumbat sumur artesis, perpindahan lateral pada permukaan datar, longsoran lereng tanah, dan kegagalan pondasi jembatan (loss of bearing capacity).

Perilaku likuifaksi pada tanah bersifat merusak dan menimbulkan dampak negatif yang besar terhadap stabilitas tanah dan bangunan sipil diatasnya.

Adapun dampak yang ditimbulkan dari perilaku likuifaksi antara lain sebagai berikut.

  1. Terjadinya penurunan tanah hingga 5 persen ketebalan lapisan tanah terlikuifaksi.
  2. Terjadinya kehilangan daya dukung lateral tanah.
  3. Terjadinya kehilangan daya dukung tanah.
  4. Terjadinya pengapungan struktur yang dibenamkan dalam tanah, seperti tanki di bawah tanah.
  5. Meningkatkan tekanan lateral tanah yang dapat menyebabkan kegagalan pada struktur  penahan tekanan lateral tanah, seperti quay walls.
  6. Terjadinya lateral spreading (limited lateral movements)
  7. Terjadinya lateral flow (extensive lateral movements).

Pencegahan dan Penanggulangan Likuifaksi

Pada prinsipnya bahaya likuifaksi dapat ditanggulangi dengan dua teknik, yaitu dengan memperbaiki sifat-sifat tanah serta memperbaiki kondisi yang berkaitan dengan tegangan, deformasi, dan tekanan air pada pori-pori tanah.

Berikut ini adalah langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk mengurangi potensi likuifaksi tanah.

1. Pemadatan

Penyebab terjadinya likuifaksi salah satuna adalah banyaknya rongga atau pori tanah yang dapat diisi oleh air, sehingga air yang mengisi rongga tersebut mendesak butiran tanah saat mengalami getaran akibat gempa bumi.

Apabila tanah semakin padat, maka rongga atau pori pada tanah semakin berkurang, sehingga semakin berkurang pula jumlah air yang dapat menyebabkan likuifaksi.

2. Drainase

Lahan yang tidak memiliki saluran drainase memadai, maka air akan terus tergenang dan tetap berada dalam pori-pori tanah. Air yang berada dalam pori-pori tanah ini sangat berbahaya dalam meningkatkan potensi likuifaksi pada tanah pada saat terjadinya gempa.

Pada lahan yang akan dibangun sangat penting diberikan saluran drainase yang memadai untuk mengalirkan air agar tidak tergenang atau terus berada dalam pori tanah.

3. Mengurangi beban bangunan

Mencegah amblasnya bangunan akibat likuifaksi dapat dilakukan dengan mengurangi beban bangunan. Beban bangunan bisa dikurangi dengan cara mengganti bahan bangunan yang berat menjadi bahan yang ringan, misalnya bata ringan, baja ringan, dan genteng ringan.

Baca juga :

Demikian ulasan mengenai Fenomena Likuifaksi (Pencairan Tanah) Sebagai Bahaya Sekunder Gempa Bumi. Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan