Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Analisis  Potensi  Likuifaksi  dan  Perencanaan  Perbaikan  Tanah  pada  Bangunan Pemecah Gelombang di Wilayah Pantai Bali Selatan
Mohammad Muntaha 1, , Deris Faisa Ralindra 1* , Nadia Zhafirah Maharani 1 , Amalia F.M. 1 , Sungkono 1 , Edy Sumirman 1 , Ibnu Pudji R 1 , R Buyung Anugraha A 1 , Achmad Faiz Hadi Prayitno 1
Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: deris@its.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan           26 Maret 2023
Diperbaiki         01 Desember 2023 Disetujui           03 Desember 2023
Keywords: liquefaction, earthquake, breakwater, vibro compaction
Liquefaction is the condition of the soil that loses shear strength due to an earthquake, so the capacity of the soil decreases suddenly. Liquefaction occurs in water-saturated sand soils, such as the breakwater in South Bali coast with a magnitude earthquake of 6.8 based on BMKG data in 2011. This condition allows liquefaction to occur under the breakwater. This study aims to identify the potential and thickness of the liquefaction layer based on the N-SPT value at 4 bore hole using three methods, namely the Seed-Idriss method, the NCEER method, and the Tokimatsu-Yoshimi  method,  and  design  ground  improvement  with  vibro  compaction  to overcome liquefaction problems. Based on the results of three methods analysis, the potential for liquefaction occurred in all bore hole zones with a thickness of 5 to 9 m from the ground surface.  The  ground  improvement  design  uses  vibro  compaction  with  a  triangular  pattern, spacing 2.1 m. Ground improvement increases the liquefaction FS value, so the potential for liquefaction in all bore hole zones does not occur.
Kata kunci: likuifaksi, gempa, breakwater, vibro compaction.

## Abstrak
Likuifaksi  adalah  kondisi  tanah  yang  kehilangan  kekuatan  gesernya  akibat  gempa, sehingga  daya  dukung  tanah  menurun  secara  mendadak.  Likuifaksi  terjadi  pada  tanah pasir  halus  jenuh  air,  seperti  pada  struktur  pemecah  gelombang  ( breakwater )  di  pesisir pantai Bali Selatan yang merupakan wilayah dengan potensi gempa besar berkekuatan 6,8 SR berdasarkan data BMKG tahun 2011. Kondisi ini memungkinkan terjadinya likuifaksi di  bawah breakwater .  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengidentifikasi  potensi  dan ketebalan lapisan likuifaksi berdasarkan nilai N-SPT pada 4 titik bor hole menggunakan 3 metode, yaitu metode Seed-Idriss, metode NCEER, dan metode Tokimatsu-Yoshimi, serta merencanakan perbaikan tanah dengan vibro compaction untuk mengatasi permasalahan likuifaksi. Berdasarkan hasil analisis ketiga metode, didapatkan potensi likuifaksi terjadi pada seluruh zona bor hole dengan ketebalan 5 hingga 9 m dari permukaan tanah. Desain perbaikan menggunakan vibro compaction dengan pola pemadatan segitiga, jarak 2,1 m. Perbaikan tanah meningkatkan nilai FS likuifaksi, sehingga seluruh zona bor hole tidak lagi menunjukkan potensi likuifaksi.

## 1. Pendahuluan
Wilayah  Bali  bagian  selatan,  khususnya  daerah  pesisir pantai, didominasi oleh batuan akibat letusan gunung berapi berupa lapisan alluvium yang merupakan endapan pasir halus sampai pasir sedang, relatif sangat lepas sampai besar, karena dekat dengan zona aktif gempa. USGS dan BMKG mencatat data sejarah gempa bumi di wilayah Bali dimulai pada tahun 1800-an  hingga  tahun  2022,  dengan  gempa  terbesar  terjadi pada 13 Oktober tahun 2011 dengan kekuatan 6,8 SR. Dalam keadaan gempa bumi, tekanan pori tanah pasir sangat lepas atau  lepas  akan  meningkat  secara  cepat  sehingga  menghi- langkan gaya kontak antar butiran tanah dan likuifaksi dapat terjadi.
Likuifaksi adalah suatu kondisi dimana tanah non-kohesif jenuh  air  mengalami  peningkatan  tekanan  air  pori  ketika
terjadi gempa bumi, sehingga mengakibatkan kekuatan geser tanah menghilang dan terjadi perubahan sifat seperti cairan. Saat  terjadi  likuifaksi,  tanah  tersebut  tidak  memiliki  daya dukung untuk menahan stabilitas bangunan di atasnya, salah lepas  dengan  muka  air  tanah  yang  dangkal  [1].  Selain  itu, pantai  Bali  Selatan  merupakan  wilayah  dengan  potensi gempa satunya pada bangunan pemecah gelombang ( break- water ) di wilayah pantai Bali Selatan.
Kondisi tanah di bawah breakwater adalah dominan pasir dengan  konsistensi  kepadatan loose hingga dense dan  nilai N-SPT berkisar antara 5 – 48 yang berlokasi di bawah muka air tanah atau jenuh air. Berdasarkan kondisi tanah jenuh air serta  wilayah  dengan  potensi  gempa  besar  yang  memung- kinkan terjadinya likuifaksi, sehingga perlu dilakukan suatu
Mohammad Muntaha dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (365-376) 366
analisis likuifaksi pada area lokasi proyek agar zona kedala- man  likuifaksi  dapat  diketahui.  Potensi  likuifaksi  dianalisis menggunakan data N-SPT dengan metode yang paling umum digunakan, yaitu metode yang diusulkan oleh Seed & Idriss atau lebih dikenal dengan simplified procedure [2]. Metode ini  kemudian  dikembangkan  melalui workshop  National Center for Earthquake Engineering Research (NCEER) pada tahun 1996 oleh Youd, T. L. dan Idriss, I. M., yang kemudian dikenal  dengan  metode  NCEER  [3].  Pada  tahun  1983, Tokimatsu & Yoshimi mengusulkan metode yang mendekati metode  Seed  dengan  memperhitungkan  tingkat  kerawanan likuifaksi [4].
Peristiwa  gempa  bumi  tidak  dapat  dihindari  atau  dipre- diksi,  tetapi  potensi  likuifaksi  dapat  diprediksi  dan  diatasi dengan perencanaan perbaikan tanah dasar. Metode perbai- kan untuk mengurangi efek likuifaksi tanah meliputi berbagai metode  pemadatan  tanah  dengan  getaran,  salah  satu  yang dapat diterapkan pada tanah pasir dengan muka air tinggi dan telah dipraktikan lebih dari 70 tahun adalah vibro compaction [5].
Pemadatan  dengan vibro  compaction sangat  penting untuk  dilakukan  karena  dapat  mengurangi  risiko  likuifaksi apabila  terjadi  gempa  dan  dapat  memperbaiki  stratigrafi tanah menggunakan karakteristiknya sendiri, sehingga daya dukung  tanah  meningkat  dan  bangunan breakwater dapat berdiri aman dan bekerja sesuai dengan fungsinya.

## 2. Metode
Tahapan  Analisis  Potensi  Likuifaksi  dan  Perencanaan Perbaikan  Tanah  pada  Bangunan  Pemecah  Gelombang  ini dimulai  pada  tahap  pengumpulan  data  sekunder.  Data  ini meliputi  data  lokasi  proyek,  layout  perencanaan,  data  pe- rencanaan  bangunan  breakwater,  data  penyelidikan  tanah bore  log  atau  N-SPT  (Standard  Penetration  Test),  dan  data tanah  hasil  uji  laboratorium.  Berdasarkan  data  tanah  yang telah dianalisis, maka selanjutnya dilakukan analisis potensi likuifaksi berdasarkan tiga metode yaitu metode Seed-Idriss, metode NCEER, metode Tokimatsu-Yoshimi, kemudian dari ketiga metode tersebut dikontrol terhadap nilai safety factor (FS). Jika nilai FS lebih dari 1,1 maka tanah tidak berpotensi likuifaksi dan Jika kurang dari sama dengan 1,1 maka tanah berpotensi  likuifaksi.  Tanah  yang  berpotensi  likuifaksi kemudian  dilakukan  perencanaan  untuk  perbaikan  tanah dasar menggunakan metode vibro compaction dengan tujuan meningkatkan daya dukung tanahnya.

## Analisis Data Tanah
Breakwater terbagi pada 3 sisi pelabuhan, yaitu Sisi Utara ( North Side ), Sisi Timur ( East Side ) dan Sisi Selatan ( South
Side ), namun yang akan dianalisis adalah sepanjang sisi timur ( east  side )  dan  sisi  selatan  ( south  side )  dan  terdapat  4  titik bor,  yaitu  titik  Uji  Bor  1  (BHS-1),  Uji  Bor  2  (BHS-2),  Uji Bor  3  (BHS-3),  Uji  Bor  5  (BHS-5).  Lokasi  titik  bor  pada breakwater ditunjukkan oleh Gambar 1 . Data N-SPT hasil uji bor ditunjukkan oleh Tabel 1.
Gambar 1 . Layout Bangunan Pemecah Gelombang
Hasil penyelidikan lapangan dan laboratorium dari empat titik  bor  di  sepanjang breakwater diketahui  secara  umum lapisan  tanahnya  berupa  tanah  non-kohesif  (pasir,  pasir berkerikil, dan pasir berlanau) pada kedalaman 0,5 m hingga 5  m.  Berdasarkan  nilai  N-SPT,  lapisan  pasir  tersebut memiliki  konsistensi  kepadatan very  loose hingga loose . Sedangkan  untuk  lapisan  pasir  pada  kedalaman  5  m  atau lebih memiliki konsistensi kepadatan medium dense hingga very dense . Pada titik BHS-1 dan BHS-3 ditemukan lapisan berupa batuan breksi dan batuan gamping.
Data tanah bor diinterpretasikan dalam bentuk stratigrafi tanah,  ditunjukkan  oleh Gambar  2 dan Gambar  3 .  Data tanah hasil uji laboratorium ditunjukkan oleh Tabel 2 . Kon- disi tanah dasar breakwater adalah terendam air (jenuh) de- ngan  kedalaman  air  laut  yang  berbeda-beda  sesuai  elevasi dasar  laut  dari  MSL  ( Mean  Sea  Level )  dan  elevasi  HWS ( High Water Spring ) air laut. Kedalaman air laut adalah 9,65 m dari sea bed untuk titik BHS-1, 9,70 m untuk titik BHS-2, 2,60 m untuk titik BHS-3 dan BHS-5.

## Analisa Data Gempa
Berdasarkan  rata-rata  nilai  N-SPT  lapangan,  diketahui bahwa titik BHS-1, BHS-3, dan BHS-5 termasuk ke dalam situs  tanah  sedang  (SD),  sedangkan  BHS-2  termasuk  ke dalam situs tanah lunak (SE). Nilai percepatan puncak (a maks ) harus  disesuaikan  terhadap  pengaruh  situs  untuk  menge-
valuasi likuifaksi, dengan perhitungan menggunakan Persa- maan 1.
a maks = PGA x F PGA
(1)
Tabel 1. Hasil Uji SPT Depth (m) N-SPT BHS-1 N-SPT BHS-2 N-SPT BHS-3 N-SPT BHS-5 0,50 0 0 0 0 1,00 0 0 0 0 1,50 0 0 0 0 2,00 13 5 8 10 2,50 13 7 8 11 3,00 14 9 9 11 3,50 14 10 9 12 4,00 14 12 9 12 4,50 13 13 10 13 5,00 12 15 10 14 5,50 11 16 11 15 6,00 10 17 11 16 6,50 11 21 20 24 7,00 11 24 30 31 7,50 12 28 39 39 8,00 12 31 48 46 8,50 24 38 49 47 9,00 36 46 49 48 9,50 48 53 50 49 10,00 60 60 50 50 10,50 58 60 50 53 11,00 56 60 50 55 11,50 53 60 50 58 12,00 51 60 50 60 12,50 46 60 50 60 13,00 42 60 50 60 13,50 37 60 50 60 14,00 32 60 50 60 14,50 26 38 15,00 20 25
PGA  ialah  percepatan  tanah  puncak  yang  terpetakan, sedangkan F PGA ialah koefisien situs yang di tunjukkan pada Tabel 3 . Besar koefisien kelas situs F PGA didapat sebesar 1,17 untuk tanah sedang, dan 1,34 untuk tanah lunak. Sementara nilai  PGA  Kota  Denpasar  didapat  dari  PUSGEN-PUSKIM PUPR  2019  sebesar  0,428957  g,  sehingga  didapat  nilai percepatan  maksimum  (a maks )  sebesar  0,502  g  untuk  tanah sedang,  dan  0,576  g  untuk  tanah  lunak.  Kelas  situs  untuk menentukan  jenis  tanah  berdasarkan  data  N-SPT,  dimana tanah lunak berada pada kondisi nilai N-SPT kurang dari 15. Sebagimana  terlihat  pada Tebel  1 ,  titik  BHS-1  tanah  lunak berada hingga kedalaman 8 meter, BHS-2 tanah lunak berada hingga  kedalaman  4,5  meter,  BHS-3  tanah  lunak  berada
hingga  kedalaman  6  meter,  dan  BHS-5  tanah  lunak  berada hingga kedalaman 5 meter.
Gambar 2 . Stratigrafi Potongan I-I Breakwater Sisi Selatan
Gambar 3 . Stratigrafi Potongan II-II Breakwater Sisi Timur
Tabel 2. Parameter Data Tanah Hasil Uji Laboratorium
Titik Bor Kedala man Physical Properties Grain Size Distribu tion Direct Shear Test γt γsat FC Ø C m t/m³ t/m³ % ° kg/cm² BHS - 1 3,5 1,907  1,942 6,48 35 0,077 13,5 1,755  1,845 34,44 39 0,063 BHS - 2 3,5 1,907  1,942 6,48 35 0,077 7,5 1,824  1,850 93,91 31 0,104 BHS - 3 2 1,830  1,916 59,82 36 0,028 4 1,742  1,796 56,39 29 0,097 7,5 1,819  1,915 56,39 40 0,028 BHS - 5 2 1,616  1,868 13,21 35 0,021 4 1,852  1,903 14,78 37 0,063 8 1,705  1,796 36,20 31 0,042
Tabel 3. Koefisien Situs F PGA Kelas Situs PGA ≤ 0,1 PGA = 0,2 PGA = 0,3 PGA = 0,4 PGA = 0,5 PGA ≥ 0,6 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 SC 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 SD 1,6 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1 SE 2,4 1,9 1,6 1,4 1,2 1,1 SF SS (a)
Keterangan: SS  =  situs  yang  memerlukan  investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs-spesifik [9]

## Analisis Likuifaksi
Salah satu parameter yang dapat mempengaruhi potensi likuifaksi adalah nilai tahanan standar penetration (N-SPT) suatu tanah. Berdasarkan batasan nilai N-SPT kemungkinan terjadinya  likuifaksi,  tanah  pasir  dengan  nilai  N-SPT  <  30, berpotensi  mengalami  likuifaksi.  Sementara  itu,  kedalaman
Mohammad Muntaha dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (365-376) 368
lapisan yang rentan terhadap bahaya likuifaksi adalah hingga kedalaman 15 m dari permukaan tanah [6].
Analisis potensi likuifaksi diperlukan untuk menentukan nilai  faktor  keamanan/ factor  of  safety  (FS )  terjadinya likuifaksi  di  suatu  lokasi.  Terjadinya  likuifaksi  jika  FS kurang dari 1,1. Nilai FS didapatkan dengan membagi nilai tingkat  ketahanan  tanah  terhadap  likuifaksi/ Cyclic Resistance  Ratio (CRR)  dengan  tegangan  geser  tanah  yang timbul  akibat  gempa  bumi/ Cyclic  Stress  Ratio (CSR) sebagaimana Persamaan 2.
CSR CRR FS  (2)
Cyclic  Stress  Ratio (CSR)  dihitung  dalam  rasio  antara tegangan  geser  siklik  dengan  pendekatan  percepatan  tanah (a maks ) dan tegangan efektif vertikal tanah. Nilai percepatan maksimum  tanah  (a maks )  ditentukan  sesuai  dengan  SNI 8460:2017.  Sedangkan  nilai magnitude gempa  (Mw) menggunakan  data  historis  gempa  daerah  Bali  tahun  2011 menurut USGS dan BMKG sebesar 6,8 SR.
Cyclic Resistance Ratio (CRR) dihitung berdasarkan nilai N-SPT  terkoreksi  muka  air  tanah  (N’)  (Persamaan  3  dan Persamaan  4),  tegangan overburden dan  efisiensi  energi (Persamaan  5),  dan  peningkatan fines  content (FC).  (N l ) 60 adalah  nilai  tahanan  penetrasi  N-SPT  yang  dikoreksi  pada tekanan overburden 100 kPa (10 ton/m 2 ) akibat palu hidrolik yang jatuh bebas berefisiensi energi 60%. (N l ) 60cs adalah nilai (N l ) 60 yang disetarakan menjadi pasir murni ( clean sand ).
 Nilai N-SPT koreksi terhadap muka air tanah
  15 2 1 15 '    N N untuk N>15 (3) N’ = N untuk N≤15 (4)  N-SPT  koreksi  terhadap overburden dan  efisiensi energi
  S R B E N C C C C C N N
      ' 60 1 (5)
Perhitungan  diberi  contoh  pada  kedalaman  9  m  dari permukaan  tanah  di  titik  bor  1  (BHS-1),  dengan  muka  air tanah pada ketinggian 9,65 m dari sea bed . Pada kedalaman ini,  berat  volume  tanah  sebesar  1,907  t/m 3 ,  berat  volume tanah saturated sebesar 1,942 t/m 3 .
Besarnya tegangan total tanah dan tegangan efektif tanah pada  lapisan  tersebut,  dapat  dilihat  pada  Persamaan  6  dan Persamaan 7.
Tegangan total tanah ( σ vo )
= + (6)
Tegangan efektif tanah (σ’ vo ) = + (7)
Nilai  koreksi  N-SPT  terhadap  muka  air  tanah,  dengan nilai N-SPT sebesar 36 pukulan/cm, sebagai berikut:
= 15 +     36 − 15
= 26
Nilai  koreksi  N-SPT  terhadap  efisiensi  energi  dan tegangan overburden atau  disebut (N 1 ) 60 ,  menggunakan beberapa  faktor  koreksi  berdasarkan  SNI  4153:2008, sebagaimana berikut.
 Faktor koreksi terhadap tegangan vertikal efektif (C N )
 Rasio tenaga palu (C E ) = 1,0 (palu otomatis)  Dimensi bor (C B ) = 1,0 (d = 70 mm)  Panjang batang bor (C R ) = 1,0 (L = 30 m)
 Pengambilan sampel (C S ) = 1,0 (tabung standar)
1) Metode Seed – Idriss
a) Cyclic Stress Ratio (CSR) secara rinci dapat dilihat pada Persamaan 8 sampai Persamaan 11.
rd = 1 – 0,00765z z ≤ 9,15 m (8) rd = 1,174 – 0,0267z 9,15 < z ≤ 23 m       (9) rd = 0,744 – 0,008z 23 < z ≤ 30 m (10) Contoh pada kedalaman 9 m : rd = 1 – 0,00765(9) = 0,931
rd vo vo g CSR maks                 ' 65 , 0    (11)
b) Cyclic  Resistance  Ratio (CRR)  dapat  dilihat  pada Persamaan 12.
       
Pa vo C N  2 , 1 2 , 2  Nilai  (N l ) 60 karena  peningkatan fines  content menggunakan Persamaan 13 dan 14.
(N 1 ) 60cs = (N l ) 60 + Δ(N l ) 60 (13)
                    
 2 60 1 01 , 0 7 , 15 01 , 0 7 , 9 63 , 1 exp FC FC N cs
 Nilai  CRR  pada  skala  gempa  Mw  menggunakan
Persamaan 15.                                            8 , 2 4 , 25 6 , 23 126 1 , 14 exp 4 60 1 3 60 1 2 60 1 60 1 5 , 7 cs cs cs cs N N N N CRR
 Nilai  CRR  koreksi Magnitude  Scaling  Factor menggunakan Persamaan 16 hingga Persamaan 19.
  K MSF CRR
CRR v M    5 , 7 '
, (16)
(12) (14) (15)
8 , 1 058 , 0 4 exp 9 , 6            M MSF 1 , 1 ' ln 1          Pa v C K      3 , 0 55 , 2 9 , 18 1 60 1    cs N
C 
2) Metode NCEER
a) Cyclic Stress Ratio (CSR) menggunakan Persamaan
20.
2 5 , 1 5 , 0 5 , 1 5 , 0 00121 , 0 006205 , 0 05729 , 0 4177 , 0 1 001753 , 0 04052 , 0 4113 , 0 1 z z z z z z z rd         (20)
b) Cyclic  Resistance  Ratio (CRR)  dapat  dilihat  pada Persamaan 21.
7 , 1 '   v Pa C N 
(21)
 Nilai (N l ) 60 karena peningkatan fines content dapat dilihat pada Persamaan 22.
(N 1 ) 60cs = α + β (N l ) 60 (22)
 Nilai  CRR  pada  skala  gempa  Mw  menggunakan
Persamaan 23.
      200 1 ] 45 . 10 [ 50 135 34 1 2 60 1 60 1 60 1 5 , 7       cs cs cs N N N CRR (23)
 Nilai  CRR  koreksi Magnitude  Scaling  Factor menggunakan  Persamaan  24  hingga  Persamaan 26.
   K K MSF CRR CRR v M     5 , 7 ' , (24) 56 , 2 24 , 2 10
Mw MSF  untuk Mw < 7,5 (25)
56 , 2 5 , 7         Mw MSF untuk Mw > 7,5 (26) 1 , 1     K

## K
Untuk Mw = 6,8 SR, digunakan Persamaan 24.
3) Metode Tokimatsu – Yoshimi menggunakan Persama- an 27 dan 28.
a) Cyclic Stress Ratio (CSR) rd = 1 – 0,015z (27)   rd vo vo g Mw CSR maks                   ' 1 1 , 0   
b)
Cyclic  Resistance  Ratio (CRR)  menggunakan

## Persamaan 29.
' 7 , 0 ' 7 , 1 ) ( 60 1 N vo N    
 Nilai  (N l ) 60 karena  peningkatan fines  content menggunakan Persamaan 30.
N a = (N l ) 60 +ΔN f (30)
FC ≤ 5% ΔN f = 0 5% < FC ≤ 10% ΔN f = 1,2 x (FC – 5) 10% < FC ≤ 20% ΔN f = 6 + 0,2 x (FC – 10) 20% < FC ≤ 50% ΔN f = 8 + 0,1 x (FC – 20) FC > 50% ΔN f = 11 Contoh pada kedalaman 9 m : FC = 6,48% ΔN f = 1,2 x (6,48 – 5) = 1,776
N a = (N l ) 60 +ΔN f = 28,421 + 1,776 = 30,197
 Nilai CRR menggunakan Persamaan 31.
                    n r l Cs Na Na C vo 16 100 16 '    α
= 0,45 Cr = 0,57 n = 14 Cs = 80 – 90, untuk memisahkan kondisi likuifaksi dan non likuifaksi Cs = 75, untuk likuifaksi ekstensif

## 3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  analisis  likuifaksi  menggunakan  tiga  metode perhitungan,  yaitu  metode  Seed-Idriss,  NCEER,  dan Tokimatsu-Yoshimi yang menunjukkan nilai factor of safety (FS).  Grafik  hubungan  antara factor  of  safety (FS)  dan kedalaman likuifaksi titik BHS-1 dapat dilihat pada Gambar 4 , titik BHS-2 pada Gambar 5 , titik BHS-3 pada Gambar 6 , titik BHS-5 pada Gambar 7 . Berdasarkan Gambar 4 sampai dengan Gambar 7 , dapat dilihat bahwa tanah memiliki FS kurang dari 1,1 pada keda- laman tertentu, artinya tanah tersebut tidak memiliki tahanan tanah  terhadap  likuifaksi  (CRR)  yang  cukup  dibandingkan dengan  tegangan  geser  tanah  akibat  guncangan  gempa (CSR). Potensi likuifaksi terjadi pada seluruh zona bor hole dengan ketebalan 5 – 9 m. Kedalaman lapisan likuifaksi pada titik  BHS-1  metode  Seed-Idriss  adalah  9  m,  NCEER  9  m, Tokimatsu-Yoshimi 8,5 m. Titik BHS-2 metode Seed-Idriss adalah  8  m,  NCEER  7  m,  Tokimatsu-Yoshimi  7  m.  Titik
(17) (18) (19) (28)
(31)
Mohammad Muntaha dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (365-376) 370
BHS-3 metode Seed-Idriss adalah 7 m, NCEER 6 m, Toki- matsu-Yoshimi 6 m. Titik BHS-5 metode Seed-Idriss adalah 7 m, NCEER 6,5 m, Tokimatsu-Yoshimi 5 m.

## Perencanaan Perbaikan Tanah yang Terlikuifaksi
Berdasarkan  analisis  likuifaksi,  dinyatakan  bahwa seluruh  zona  bor hole pada  kedalaman  tertentu  berpotensi terhadap bahaya likuifaksi. Oleh karena itu, diperlukan suatu perencanaan  perbaikan  tanah  agar  kerusakan  struktur bangunan  akibat  likuifaksi  tidak  terjadi.  Kedalaman  yang harus diperbaiki untuk masing-masing titik bor dengan ketiga metode perhitungan likuifaksi, dapat dilihat pada Tabel 4 .
Tabel 4. Kedalaman Lapisan Tanah yang Perlu Diperbaiki
Titik Bor Kedalaman (m) Seed-Idriss NCEER Tokimatsu - Yoshimi BHS - 1 0,00 – 9,00 0,00 – 9,00 0,00 – 8,50 BHS - 2 0,00 – 8,00 0,00 – 7,00 0,00 – 7,00 BHS - 3 0,00 – 7,00 0,00 – 6,00 0,00 – 6,00 BHS - 5 0,00 – 7,00 0,00 – 6,50 0,00 – 5,00
Perbaikan tanah dilakukan agar kepadatan tanah dan kuat geser  tanah  meningkat,    sehingga  tahan  terhadap  likuifaksi
[7].  Berdasarkan  jenis  tanah,  beberapa  pilihan  metode perbaikan ditunjukkan oleh Gambar 8 .
Tanah yang didominasi pasir, beberapa metode perbaikan tanah  yang  cocok  adalah  peledakan  ( blasting ),  vibro-kom- paksi  ( vibrofloatation ),  kompaksi  dinamik  ( dynamic  com- paction ), grouting ,  dan  campuran  semen  ( deep  mixing  ce- ment ).  Peledakan  ( blasting )  umumnya  diaplikasikan  pada kondisi  batuan  yang  keras. Vibro  compaction dapat  digu- nakan pada  kondisi  muka  air tanah  dangkal  maupun  dalam dengan  kedalaman  perbaikan  maksimum  mencapai  40  m. Dynamic  compaction tidak  cocok  untuk  kondisi  muka  air yang  tinggi  karena  diperlukan  tahap  pengeringan  ( dewa- tering ), kedalaman maksimum perbaikan adalah 10 m. Grou- ting dan deep  mixing  cement termasuk  jenis  stabilisasi menggunakan bahan kimia, sehingga tidak cocok diterapkan pada daerah pantai karena memiliki dampak buruk terhadap air  laut  dan  ekosistem  laut.  Berdasarkan  beberapa  metode diatas,  yang  paling  cocok  dan  memungkinkan  untuk  dite- rapkan adalah metode vibro compaction . Vibro compaction adalah  metode  perbaikan  tanah  atau  penguatan  tanah  yang dilakukan  dengan  menggunakan  getaran.  Getaran  tersebut menghasilkan efek kompaksi dan meratakan partikel-partikel tanah,  sehingga  meningkatkan  kepadatan  tanah  secara keseluruhan.
Gambar 4. Grafik Perbandingan Hasil FS Ketiga Metode Pada Titik BHS-1
Gambar 5. Grafik Perbandingan Hasil FS Ketiga Metode Pada Titik BHS-2
Gambar 6. Grafik Perbandingan Hasil FS Ketiga Metode Pada Titik BHS-3
Gambar 7. Grafik Perbandingan Hasil FS Ketiga Metode Pada Titik BHS-5
Mohammad Muntaha dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (365-376) 372
Gambar 8. Jenis-jenis Metode Perbaikan Tanah Berdasarkan Jenis Tanah [10]
Perencanaan Perbaikan Tanah dengan Vibro Compaction Vibro compaction paling cocok untuk kondisi tanah: [8]
1) Tanah non-kohesif (pasir lepas, kerikil, pasir berkerikil)
2) Tanah cohesion-less ,  dimana  tanah  mempunyai maksimal 20% campuran butiran halusnya dan kurang dari 2 – 3% partikel tanah liat ( clay ).
Beberapa  pertimbangan  desain vibro  compaction dijelaskan sebagai berikut.
1) Kriteria Kinerja
a) Untuk  struktur  pelat  lantai,  dasar  tangka,  dan tanggul, target kepadatan relatif (Dr) ≥ 60%.
b) Untuk  struktur  pondasi  kolom  dan  pondasi jembatan, target kepadatan relatif (Dr) ≥ 70 – 75%.
c) Untuk  pondasi  mesin  dan  pondasi  mat,  target kepadatan relatif (Dr) ≥ 80%.
Target Dr untuk struktur breakwater diasumsikan sama dengan struktur pondasi jembatan, yaitu 70%.
2) Area dan Kedalaman Kedalaman perbaikan adalah 9 m dari permukaan tanah.
3) Pola Pemadatan dan Jarak ( Spacing )
Pola  pemadatan vibro  compaction dapat  berbentuk persegi, persegi panjang atau segitiga. Pola pemadatan yang  direncanakan  adalah  pola  segitiga,  karena  pola segitiga adalah pola paling efisien dan dapat digunakan pada  area  perbaikan  yang  luas.  Sedangkan,  perkiraan jarak titik-titik pemadatan menggunakan bagan desain D’Appolonia  dan  Brown,  Glover  (1982),  ditunjukkan pada Gambar 9 .
Gambar 9. Penentuan Jarak Titik-titik Pemadatan/ Spacin g [8]
a) Target kepadatan relatif (Dr) = 70%.
b) Vibroflot berkekuatan 100 HP (Kurva Brown,1970).
c) Dari  target  kepadatan  relatif  (Dr)  pada  sumbu  X, ditarik garis vertikal ke atas sampai memotong garis diagonal Relatif Density di titik A.
d) Dari  titik  A  kemudian  ditarik  garis  horizontal  ke kanan menuju sumbu Y ( Influence Coefficients per D’Appolonia ),  sehingga  didapatkan  koefisien pengaruh (I) sebesar 10.
e) Pola  pemadatan  berbentuk  segitiga,  sehingga terdapat  3  titik  vibroflot  yang  mempengaruhi  titik berat  pola  segitiga.  Koefisien  pengaruh  (I)  harus dibagi dengan angka 3, dimana y = 10/3 = 3,3.
f) Pada sumbu Y, dari angka 10 ditarik garis vertikal turun  ke  angka  3,3  kemudian  tarik  garis  arah horizontal ke kiri sampai memotong kurva Brown di titik B.
g) Dari  titik  B  kemudian  ditarik  garis  vertikal  turun menuju  sumbu  X  ( Distance  from  vibroflot ), sehingga didapatkan spacing (S) sebesar 2,1 m.
4) Jenis Alat Pada  perencanaan  pola  dan spacing ,  digunakan vibroflot  dengan  tenaga  minimal  sebesar  100  HP ( Horse  Power ).  Namun,  tenaga  dari  alat  vibroflot biasanya  disajikan  dalam  satuan  kW  (kilo  Watt), sehingga  satuan  HP  ( Horse  Power )  harus  terlebih dahulu  dikonversi  menjadi  satuan  Kw.  Diperlukan suatu alat vibro compaction dengan tenaga minimal 75 kW.
Gambar 10. Pola Pemadatan dan Spacing Vibro Compaction
Parameter  selanjutnya  untuk  menentukan  jenis  alat vibrator  yang  digunakan  adalah  gaya  sentrifugal  alat.  Gaya sentrifugal  (F)  berkisar  antara  150  kN  untuk  vibrator  kecil dan lebih dari 700 kN untuk vibrator yang lebih besar. Karena lapisan yang berpotensi likuifaksi tidak terlalu dalam, maka cukup  menggunakan  vibrator kecil  dengan  gaya  sentrifugal minimal 150 kN.

## Analisis Likuifaksi Setelah Perbaikan Tanah
Pada  tahapan  ini  dibandingkan  antara Factor  of  Safety (FS)  sebelum  perbaikan  dan  setelah  perbaikan.  Setelah dilakukan  perbaikan  tanah,  partikel  tanah  akan  tersusun ulang menjadi pola yang lebih kompak dan padat. Beberapa alasan  mengapa  tanah  menjadi  lebih  padat  setelah  proses kompaksi  melibatkan  perubahan  struktur  dan  susunan
partikel  tanah.  Beberapa  faktor  yang  menyebabkan  tanah menjadi  lebih  padat  setelah  kompaksi  adalah  pengurangan porositas,  penyusunan  partikel,  pengurangan  volume, penurunan kandungan air, dan pembatasan gerakan partikel tanah.  Proses  kompaksi  umumnya  digunakan  untuk meningkatkan sifat mekanis tanah, seperti daya dukung dan kestabilan  tanah.  Kepadatan  tanah  di  uji  menggunakan metode  N-SPT.  Untuk  itu,  dilakukan  perencanaan  nilai  N- SPT  yang  akan  dicapai  setelah  pemadatan  tanah,  dengan tujuan  agar  potensi  likuifaksi  berkurang.  Lapisan  tanah dengan nilai N-SPT < 30 akan ditingkatkan nilainya minimal dua  kali  lipat  dari nilai  N-SPT  awal.  Setelah  itu, dilakukan kembali  perhitungan  analisis  likuifaksi  berdasarkan  tiga metode pada empat titik bor.
Pada  titik  BHS-5  kedalaman  3  m  metode  Seed-Idriss, dengan  N-SPT  awal  =  11  didapatkan  FS  =  0,216.  N-SPT rencana  setelah  pemadatan  =  27  (2  kali  lipat  dari  N-SPT awal),  didapatkan  FS  =  1,268  >  1,1.  Artinya,  tanah  pada kedalaman 3 m sudah tidak lagi berpotensi likuifaksi setelah dilakukan pemadatan menggunakan vibro compaction . Hasil Factor  of  Safety (FS)  setelah  pemadatan  dengan  ketiga metode  yaitu  metode  Seed-Idriss,  metode  NCEER,  metode Tokimatsu-Yoshimi pada masing-masing titik bor, ditunjukkan oleh Tabel 5 sampai Tabel 7 .

## 4. Simpulan
Dari  hasil  analisis  yang  telah  dilakukan  dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Potensi  likuifaksi  terjadi  pada  tanah  pasir  jenuh  air dengan kandungan fines content (FC) < 20% dan nilai tahanan Standar Penetration Test (N-SPT) < 30, dengan ketebalan lapisan likuifaksi 5 – 9 m.
2. Berdasarkan hasil analisis potensi likuifaksi pada 4 titik bor  menggunakan  3  metode  perhitungan,  didapatkan kedalaman lapisan likuifaksi pada titik BHS-1 metode Seed-Idriss  adalah  9  m,  NCEER  9  m,  Tokimatsu- Yoshimi 8,5 m. Titik BHS-2 metode Seed-Idriss adalah 8 m, NCEER 7 m, Tokimatsu-Yoshimi 7 m. Titik BHS- 3  metode  Seed-Idriss  adalah  7  m,  NCEER  6  m, Tokimatsu-Yoshimi  6  m.  Titik  BHS-5  metode  Seed- Idriss adalah 7 m, NCEER 6,5 m, Tokimatsu-Yoshimi 5 m.
3. Perbaikan  tanah  dasar  pada  area  yang  berpotensi likuifaksi di bawah breakwater direncanakan menggunakan  alat vibrator  compaction bertenaga minimal 75 kW untuk dapat mencapai kepadatan relatif (Dr)  70%  dan  FS  likuifaksi  lebih  dari  1,1,  sehingga seluruh  zona  bor hole tidak  lagi  menunjukkan potensi likuifaksi. Pola pemadatan yang digunakan adalah pola pemadatan  segitiga  ( equilateral  triangular  pattern ) dengan jarak (S) sebesar 2,1 m.
Mohammad Muntaha dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (365-376) 374
Tabel 5. Perbandingan Hasil FS Sebelum dan Setelah Pemadatan Metode Seed-Idriss Depth (m) BHS-1 BHS-2 BHS-3 BHS-5 Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan 0,5 0,010 1,100 0,009 1,100 0,030 1,100 0,029 1,100 1 0,019 1,100 0,017 1,100 0,048 1,100 0,046 1,100 1,5 0,027 1,100 0,023 1,100 0,060 1,100 0,058 1,100 2 0,117 1,100 0,050 1,100 0,156 1,128 0,179 1,100 2,5 0,135 1,100 0,067 1,100 0,171 1,234 0,199 1,187 3 0,151 1,100 0,087 1,100 0,182 1,317 0,216 1,268 3,5 0,164 1,100 0,101 1,100 0,191 1,385 0,231 1,335 4 0,175 1,100 0,122 1,100 0,185 1,309 0,249 1,428 4,5 0,168 1,100 0,141 1,100 0,195 1,354 0,270 1,476 5 0,160 1,100 0,161 1,100 0,205 1,394 0,292 1,518 5,5 0,151 1,100 0,176 1,100 0,213 1,430 0,312 1,555 6 0,143 1,100 0,187 1,100 0,220 1,461 0,318 1,588 6,5 0,150 1,129 0,217 1,100 0,366 1,490 0,426 1,618 7 0,157 1,161 0,252 1,100 0,590 1,516 0,618 1,646 7,5 0,163 1,184 0,294 1,100 1,668 1,668 1,658 1,658 8 0,170 1,205 0,347 1,100 2,481 2,481 2,689 2,689 8,5 0,275 1,225 1,100 1,100 2,181 2,181 2,610 2,610 9 0,459 1,240 1,100 1,100 1,941 1,941 2,538 2,538 9,5 1,271 1,271 2,160 2,160 1,759 1,759 2,464 2,464 10 3,908 3,908 5,764 5,764 1,613 1,613 2,393 2,393 10,5 2,318 2,318 4,466 4,466 1,424 1,424 2,844 2,844 11 1,528 1,528 3,557 3,557 1,275 1,275 3,386 3,386 11,5 1,373 1,373 2,902 2,902 1,157 1,157 4,041 4,041 12 1,400 1,400 2,419 2,419 1,771 1,771 4,837 4,837 12,5 1,424 1,424 2,055 2,055 1,792 1,792 4,004 4,004 13 1,452 1,452 1,777 1,777 1,814 1,814 3,375 3,375 13,5 1,409 1,409 1,560 1,560 1,834 1,834 2,893 2,893 14 1,438 1,438 1,389 1,389 1,858 1,858 2,519 2,519 14,5 0,287 1,463 1,879 1,879 15 0,249 1,492 1,905 1,905
Tabel 6. Perbandingan Hasil FS Sebelum dan Setelah Pemadatan Metode NCEER Depth (m) BHS-1 BHS-2 BHS-3 BHS-5 Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan 0,5 0,008 1,100 0,007 1,100 0,035 1,100 0,024 1,760 1 0,015 1,100 0,013 1,100 0,055 1,100 0,039 2,806 1,5 0,021 1,100 0,018 1,100 0,069 1,100 0,048 1,100 2 0,131 1,100 0,047 1,511 0,254 1,100 0,221 1,100 2,5 0,157 1,100 0,069 1,100 0,287 1,196 0,255 1,150 3 0,182 1,100 0,095 1,100 0,315 1,276 0,286 1,229 3,5 0,207 1,100 0,116 1,100 0,342 1,341 0,317 1,292 4 0,220 1,100 0,150 1,100 0,333 1,267 0,369 1,382 4,5 0,199 1,100 0,174 1,100 0,367 1,311 0,393 1,429 5 0,182 1,100 0,194 1,225 0,377 1,349 0,416 1,469 5,5 0,167 1,328 0,207 1,100 0,387 1,383 0,440 1,504 6 0,154 1,100 0,216 1,100 0,397 1,414 0,442 1,537 6,5 0,161 1,100 0,248 3,557 1,280 1,442 0,651 1,567 7 0,169 1,134 0,284 1,100 1,469 1,469 2,255 2,255 7,5 0,176 1,173 1,100 1,100 1,635 1,635 1,622 1,622 8 0,184 1,211 1,100 1,100 1,662 1,662 1,520 1,520
8,5 0,307 1,248 1,100 1,100 1,689 1,689 1,545 1,545 9 0,490 1,285 1,100 1,100 1,716 1,716 1,571 1,571 9,5 1,683 1,683 1,100 1,100 1,744 1,744 1,598 1,598 10 1,360 1,360 1,100 1,100 1,774 1,774 1,625 1,625 10,5 1,399 1,399 1,132 1,132 1,805 1,805 1,655 1,655 11 1,438 1,438 1,165 1,165 1,839 1,839 1,686 1,686 11,5 3,377 3,377 1,199 1,199 1,875 1,875 1,719 1,719 12 1,523 1,523 1,234 1,234 1,913 1,913 1,755 1,755 12,5 1,742 1,742 1,272 1,272 1,954 1,954 1,793 1,793 13 1,615 1,615 1,310 1,310 1,998 1,998 1,834 1,834 13,5 1,544 1,544 1,351 1,351 2,045 2,045 1,877 1,877 14 1,592 1,592 1,393 1,393 2,094 2,094 1,923 1,923 14,5 0,573 1,642 2,146 2,146 15 0,456 1,693 2,199 2,199
Tabel 7. Perbandingan Hasil FS Sebelum dan Setelah Pemadatan Metode Tokimatsu – Yoshimi Depth (m) BHS-1 BHS-2 BHS-3 BHS-5 Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan Sebelum Pemadatan Setelah Pemadatan 0,5 0,008 1,654 0,007 1,436 0,058 18,744 0,043 9,925 1 0,015 2,073 0,013 1,801 0,093 21,767 0,069 11,444 1,5 0,021 2,403 0,018 2,088 0,116 23,460 0,086 12,386 2 0,296 4,131 0,057 3,059 0,578 23,461 0,529 16,779 2,5 0,304 3,788 0,077 3,559 0,603 26,007 0,584 16,141 3 0,306 3,407 0,099 2,353 0,618 24,735 0,630 15,300 3,5 0,305 3,039 0,125 4,293 0,626 23,380 0,668 14,409 4 0,303 2,703 0,171 3,597 0,644 22,578 0,727 13,542 4,5 0,232 2,967 0,216 3,015 0,700 21,801 0,867 12,652 5 0,194 5,407 0,271 2,205 0,755 21,034 1,020 10,461 5,5 0,174 3,047 0,310 2,622 0,808 20,298 1,187 11,109 6 0,163 2,545 0,332 3,071 0,861 19,601 1,200 11,734 6,5 0,172 2,576 0,457 2,601 4,658 18,948 2,769 11,038 7 0,181 2,604 0,629 2,217 12,485 18,339 5,922 9,327 7,5 0,189 2,627 4,753 10,628 22,119 22,119 11,550 11,550 8 0,197 2,649 6,217 10,405 43,984 43,984 46,754 46,754 8,5 0,471 2,815 11,503 11,503 39,536 39,536 44,431 44,431 9 1,421 2,417 19,804 19,804 35,703 35,703 42,323 42,323 9,5 4,245 4,245 32,098 32,098 32,382 32,382 40,404 40,404 10 8,505 8,505 49,461 49,461 29,494 29,494 38,657 38,657 10,5 7,754 7,754 43,827 43,827 25,916 25,916 41,845 41,845 11 5,472 5,472 38,972 38,972 22,879 22,879 45,108 45,108 11,5 3,883 3,883 34,774 34,774 20,289 20,289 48,443 48,443 12 2,778 2,778 31,133 31,133 18,070 18,070 48,646 48,646 12,5 1,613 1,613 27,963 27,963 16,160 16,160 46,255 46,255 13 1,272 1,272 25,196 25,196 14,510 14,510 41,411 41,411 13,5 3,218 3,218 22,772 22,772 13,079 13,079 37,197 37,197 14 1,957 1,957 20,642 20,642 11,832 11,832 33,520 33,520 14,5 1,194 4,025 10,743 10,743 15 1,154 3,620 9,787 9,787 Daftar Pustaka [1] P. Hadiwidjojo, M. M. Samodra, and T. Amin, Peta Geologi  Lembar  Bali,  Nusa  Tenggara,  Bandung . Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, 1998.
[2] H. B. Seed and I. M. Idriss, “Ground Motions and Soil Liquefaction during Earthquake. Earthquake Engineering Research Institute Monograph,” 1983.
[3] T. L. Youd and I. M. Idriss, “Liquefaction Resistance
Mohammad Muntaha dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 21, Nomor 4, November 2023 (365-376) 376
of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998  NCEER/NSF  Workshops  on  Evaluation  of Liquefaction  Resistance  of  Soils,” J.  Geotech.
Geoenvironmental Eng. , vol. 127, no. 4, 2001.
[4] K. Tokimatsu and Y. Yoshimi, “Empirical Correlation of Soil Liquefaction Based on Spt N-Value and Fines Content.,” Soils Found. , vol. 23, no. 4, 1983.
[5] K.  Kirsch  and  F.  Kirsch, Ground  Improvement  by Deep Vibratory Methods . 2017.
[6] E. Soebowo, “Geologi Teknik Sedimen Kuarter Dan Bahaya Amblesan, Likuifaksi Di Serangan – Tuban – Tanjung Benoa, Bali,” J. Ris. Geol. dan Pertamb. , vol.
26, no. 1, 2016.
[7] Darwis, Dasar-Dasar Teknik Perbaikan Tanah . 2017.
[8] J.  Han, Principle  and  Practice  of  Ground Improvement . 2015.
[9] Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  1726. Tata  Cara Perencanaan  Ketahanan  Gempa  untuk  Struktur
Bangunan Gedung dan Non-gedung . Badan
Standardisasi Nasional (BSN). 2019
[10]  Standar Nasional Indonesia (SNI) 8460. Persyaratan Perancangan Geoteknik. Badan Standardisasi
Nasional (BSN). 2017.