## Evaluasi Ketahanan Gempa pada Fondasi Tangki Minyak 3000 bbl Berdasarkan Metode Analitik dan Elemen Hingga
R. Nursani 1 , F. Sarifah 2* , Hidayanto 3
1,2*,3 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Siliwangi, Tasikmalaya, Indonesia Email : 1 rosinursani@unsil.ac.id , 2* fitriana.sarifah@unsil.ac.id , 3 hidayanto@unsil.ac.id .

## A R T I C L E   I N F O

## A B S T R A C T
Article history :
Artikel masuk :  28 – 10 – 2023
Artikel revisi :  11 – 12 – 2023 Artikel diterima   :  28 – 12 – 2023
Oil  tank  buildings  are  designed  to  be  earthquake-resistant throughout  their  lifetime.  The  foundation  of  the  3000  bbl petroleum  storage  tank  in  Penukal  Abab  Lematang  Ilir  (PALI) Regency  has  been  designed  using  previous  seismic  standards. This  encourages  the  importance  of  evaluating  foundation resilience  against  the  latest  standards  because  the  latest standards  show  an  increase  in  the  Peak  Ground  Acceleration value.  This  research  aims  to  determine  the  Safety  Factor  (FK) and settlement of the existing foundation of a 3000 bbl petroleum storage  tank  at  the  Collecting  Station  in  PALI  Regency  using earthquake  parameters  in  2022.  A  quantitative  approach  was carried  out  using  finite  element  and  analytical  analysis.  Steel tank  structure  design,  soil  investigation,  loads,  earthquake parameters,  and  existing  foundation  design  are  used.  FK  and settlement results  will  be  evaluated based  on  API  650  and  SNI 8604:2017  requirements.  The  analytical  and  finite  element research results show that the FK value meets the requirements. However, the FK value obtained tends to be too large compared to  the  requirements.  Therefore,  it  is  recommended  to  design  a foundation  size  smaller  than  the  existing  foundation  as  an efficiency measure. Apart from that, the settlement results at the end of the service life (50th year) show that it is still within the settlement limit permitted by API 650. The research results have confirmed that the existing foundation can withstand earthquakes based on earthquake parameters in 2022. So, these results can be used to develop tank foundation designs for earthquake-safe oil storage in similar locations.
Keywords  :
Bearing  Capacity,  Crude  Oil  Tank Foundations, Earthquake Resilience  Evaluation,  Stability, Settlements
Style IEEE dalam mensitasi artikel ini:
R.  Nursani,  F.  Sarifah,  and Hidayanto,  “Evaluasi  Ketahanan Fondasi  Tangki  Minyak  3000  bbl Berdasarkan  Metode  Analitik  dan Elemen Hingga,” Jurmateks, vol.6, no.2,  pp.  138-153  2023,  doi: 10.30737/jurmateks.v6i2.5136

## 1.  Pendahuluan
Kegempaan  di  Kabupaten  Penukal  Abab  Lematang  Ilir  (PALI)  Provinsi  Sumatera Selatan  terdiri  dari  zona  subduksi  dan  sesar.  Zona  subduksi  tersebut  yaitu  Palung  Sunda diantaranya  Megathrust  Mentawai-Siberut  sepanjang  300  km  dengan  Mmax  8,9  hingga Megathrust  Selat  Sunda  sepanjang  290  km  dengan  Mmax  8,7.  Zona  subduksi  tersebut

## Tersedia Secara Online di
http://ojs.unik-kediri.ac.id/index.php/jurmateks/index
https://dx.doi.org/10.30737/jurmateks.v6i2.5136

## JURMATEKS

## 139 - 153
menampung  konvergensi  antara  lempeng  Indo-Australia  dan  Sunda.  Konvergensi  ini bertanggung  jawab  atas  tingginya  kegempaan  di  wilayah  tersebut.  Untuk  sesar  di  wilayah tersebut diantaranya Sesar Barumun dengan pergerakan 6,5 mm/tahun dan Mmax 7,5 hingga Sesar  Semangki  Graben  dengan  pergerakan  6,5  mm/tahun  dan  Mmax  6,5.  Sesar  tersebut mengakomodasi komponen lateral gerak lempeng relatif yang meningkat ke arah barat laut  [1].
Salah satu tangki minyak eksisting 3000 bbl di Kabupaten PALI dibangun pada tahun 2015  yang  didesain  menggunakan  beban  gempa  berdasarkan  Peta  Gempa  Indonesia  tahun 2010. Berdasarkan katalog gempa USGS ( United States Geological Survey ), jumlah kejadian gempa  besar  tercatat  selama  kurun  waktu  tahun  1900-2010  di  lokasi tangki  minyak  tersebut yaitu sebanyak 1160 kejadian dengan Mw ≥ 5 dan radius sumber gempa (R) dalam 500 km. Gempa bumi juga terjadi sebanyak 344 kejadian di lokasi tersebut selama kurun waktu tahun 2010-2023.  Riwayat  pembaruan  Peta  Gempa  Indonesia  setelah  tahun  2010  dilakukan  pada tahun  2017  dan  2022.  Pada  tahun  2022,  Pusat  Studi  Gempa  Nasional  (PuSGeN)  dan Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat (PUPR) telah memperbarui Peta Gempa Indonesia  dengan  mengeluarkan  buku  Peta  Deagreasi  Bahaya  Gempa  Indonesia  untuk Perencanaan dan Evaluasi Infrastruktur Tahan Gempa [2]. Evaluasi ketahanan gempa terutama infrastruktur  eksisting,  harus  berdasarkan  Peta  Gempa  Indonesia  tahun  2022.  Hal  tersebut sangat perlu dilakukan agar kita mengetahui apakah infrastruktur eksisting tersebut masih tahan terhadap  gempa  berdasarkan  peta  terbaru.  Besarnya  beban  gempa  berdasarkan  peta  terbaru lebih besar dari peta sebelumnya. Hal  tersebut  ditunjukkan dengan  meningkatnya nilai Peak Ground Acceleration (PGA) dari peta sebelumnya.
Tangki  penyimpanan  minyak  merupakan  salah  satu  infrastruktur  penting  dimana penilaian kerentanan gempa memainkan peran penting dalam kelancaran operasionalnya [3]. Fondasi tangki penyimpanan minyak bumi penting untuk direncanakan dengan baik agar dapat menahan beban gempa yang mungkin terjadi. Perancangan fondasi tangki penyimpanan minyak bumi di atas tanah dengan tepat dapat mengurangi potensi kerusakan akibat gempa [4]. Kinerja fondasi tangki penyimpanan minyak bumi yang baik selama pergerakan tanah yang kuat sangat penting  untuk  fasilitas  modern  [5].  Di  bawah  pengaruh  gempa  bumi,  fondasi  tangki penyimpanan minyak bumi  berada dalam kondisi stress yang kompleks,  serta banyak  faktor yang  mempengaruhinya  [6].  Ketika  tangki  ( unanchored) dikenakan  beban  lateral  yang disebabkan oleh gempa berfrekuensi tinggi, maka akan timbul momen guling di dasar dinding samping tangki [7].
Sejumlah  penelitian  telah  menyelidiki  tentang  ketahanan  gempa  pada  tangki penyimpanan  minyak  bumi  dengan  fokus  pada  pelat  baja  struktur  tangki  [8].  Selain  itu, eksplorasi juga dilakukan pada perilaku fondasi saat terjadi kegagalan karena terjadi penurunan berlebih  dan  rotasi  fondasi  dengan  pengembangan  rasio  penyimpangan  yang  tidak  dapat diterima  struktur  pendukung  [9].  Penurunan  yang  tidak  merata  dalam  desain  tangki  minyak dapat  diterima,  selama  dapat  dikendalikan  dalam  nilai  yang  memenuhi  batasan  yang diperbolehkan  [10].  Pada  fondasi  heterogen  yang  sama,  penurunan  maksimum  fondasi  dan koefisien kritis fondasi meningkat seiring dengan peningkatan intensitas gempa [11]. Intensitas dan durasi getaran gempa yang terjadi merupakan faktor utama yang dapat merusak struktur termasuk  fondasi.  Adapun  maksimum  gerakan  tanah  yang  dipertimbangkan  adalah  2% kemungkinan  terlampaui  dalam  50  tahun  (masa  layan  operasi  tangki  penyimpanan  minyak bumi) dengan periode ulang gempa 2500 tahun [12].
Beberapa  penelitian  telah  mengulas  tentang  ketahanan  fondasi  saat  terjadi  gempa. Namun kajian tentang ketahanan fondasi tangki minyak terhadap parameter gempa tahun 2022, khususnya pada tangki penyimpanan minyak bumi 3000 bbl di Kabupaten PALI belum pernah dilakukan.  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai FK dan penurunan fondasi eksisting pada lokasi tersebut. Faktor keamanan (FK) berupa daya dukung, stabilitas terhadap geser dan bahaya guling, serta stabilitas global dari mulai pembangunan hingga akhir masa layan operasi Hasil analisis akan dievaluasi berdasarkan persyaratan API 650 [12] dan SNI 8604:2017 [13]. Hasil  penelitian  diharapkan  dapat  digunakan  untuk  pengembangan  desain  fondasi  tangki penyimpanan minyak yang aman terhadap gempa di lokasi yang serupa.

## 2.  Metode Penelitian
Penelitian ini mengadopsi pendekatan kuantitatif dengan analisis elemen hingga dan analitik. Penelitian diawali dengan melakukan pengumpulan data. Setelah itu, evaluasi analitik dilakukan  untuk  menilai  respons  struktur  fondasi  tangki  minyak  terhadap  kombinasi pembebanan gempa. Sedangkan elemen hingga digunakan untuk memvisualisasikan interaksi fondasi terhadap struktur tangki minyak pada kombinasi pembebanan gempa lebih detail.

## 2.1 Pengumpulan Data
Data-data yang dikumpulkan meliputi desain struktur tangki baja, penyelidikan tanah, beban,  parameter  gempa  dan  desain  fondasi  eksisting.  Lokasi  dan  objek  penelitian  ini  dapat dilihat pada Gambar 1 .

## 141 - 153 JURMATEKS : Jurnal Manajemen Teknologi dan Teknik Sipil Volume 6 Nomor 2 Tahun 2023
Evaluasi Ketahanan Gempa pada Fondasi Tangki Minyak 3000bbl Berdasarkan Metode Analitik dan Elemen Hingga https://dx.doi.org/10.30737/jurmateks.v6i2.5136
(a)
(b)
Sumber:  Lokasi (Google Maps, 2023) dan Objek Penelitian (Data Penelitian,
2023).
Gambar 1. (a) Lokasi,  (b) Objek Penelitian.
a. Desain Fondasi
Sumber: Objek Penelitian (Autocad, 2015).
Gambar 2. (a) Tampak Atas, (b) Potongan A-A, dan (c) Detail B Objek Penelitian.
Pada prinsipnya, fondasi pada Gambar 2 tersebut adalah satu kesatuan antara Fondasi I dan Fondasi II. Fondasi dibagi menjadi 2 bagian karena beban yang bekerja pada kedua bagian tersebut tidak sama. Selain itu, bentuk dari kedua fondasi tersebut berbeda. Perbedaan tersebut akan menyebabkan nilai daya dukung fondasi yang berbeda. Fondasi I adalah fondasi telapak berbentuk cincin dengan lebar telapak 1,6 m, diameter luar 10,744 m, diameter dalam 9,144 m, tinggi telapak 0,31 m, lebar kolom 0,8 m, dan tinggi kolom 1,7 m dengan mutu beton K-225 dan  pembesian ∅ 13  mm  KSTI  ulir-15  cm.    Fondasi  II  merupakan  fondasi  rakit  berbentuk lingkaran  dengan  diameter  8,344  m  dan  tinggi  1,2  m  serta  mempunyai  mutu  beton  K-225 dengan  pembesian ∅ 13  mm  KSTI  ulir-20  cm,  tinggi  urugan  pasir  0,1  m,  dan  tebal  lapisan permukaan 2 mm.

## b. Pembebanan
Data beban yang digunakan merupakan beban ultimate pada kondisi operasi ditambah efek maksimum gempa meliputi beban mati struktur 167,797 kN, beban fluida 4710,958 kN, tekanan internal 26,630 kN, berat fondasi 1825,899 kN, dan backfill 226,902 kN. Pembebanan dalam  perhitungan  daya  dukung ultimate yaitu  kombinasi  dari  semua  beban  tersebut. Pembebanan horizontal/geser akibat gempa untuk perhitungan stabilitas terhadap geser yaitu 208,746  kN.  Pembebanan  momen  akibat  gempa  dan  tekanan  internal  untuk  perhitungan stabilitas terhadap momen guling yaitu 902,995 kN.m.

## c. Penyelidikan Tanah
Data penyelidikan tanah meliputi penyelidikan tanah lapangan ( Standard Penetration Test atau  SPT)  dan  laboratorium.  Penyelidikan  tanah  laboratorium  yang  dilakukan  yaitu pengujian kadar air water content ( 𝜔 ), berat isi ( unit weight/density ) [14], berat jenis / specific gravity (Gs), batas cair ( liquid limit ), batas plastis ( plastic limit ), uji saringan dan hidrometer ( particle size distribution ), konsolidasi, triaksial Consolidated Undrained (CU) [15]. Hasil data SPT dan uji laboratorium terhadap Undisturbed Sample (UDS) dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil Uji Lapangan dan Laboratorium.
Pengolahan Uji Lapangan
Pengolahan Uji Laboratorium
Untuk Daya Dukung dan Stabilitas terhadap Geser dan Guling
c’ = 28,112 kPa
∅ ′ = 4,881°
𝛾 𝑑𝑟𝑦 = 11,448 kN/m 3 ( 𝜔 = 52,48% ) 𝛾 𝑚𝑜𝑖𝑠𝑡 = 17,456 kN/m 3 𝛾 𝑠𝑎𝑡 = 17,605 kN/m 3 (Gs = 2,67)
Untuk Penurunan Segera (Silty Clay 1)
𝜇 𝑠 = 0,5
𝐸 𝑠 = 29538 kPa
Untuk Penurunan Konsolidasi (Nilai Representatif Lapisan Silty Clay)
𝑒 𝑜 = 1,3
𝜎′ 𝑐 = 131,366 kPa; 𝜎′ 𝑜 = 115 𝑘𝑃𝑎
𝐶 𝑐 = 0,35 𝐶 𝑟 = 0,044 H dr = 19 m c v = 9,629 m 2 /tahun (m v = 3,3x10 -7 m 2 /kN dan k = 3,18x10 -5 m/tahun) Sumber: Hasil Penelitian (2023).
Nilai parameter tanah tersebut digunakan untuk perhitungan analitik ketahanan fondasi berupa  daya  dukung ultimate terhadap  beban  aksial,  stabilitas  terhadap  geser,  dan  stabilitas terhadap bahaya guling yaitu γ (berat isi), c (kohesi) dan ∅ (sudut geser dalam) [16]. Nilai γ diperoleh dari uji kadar air [17] dan berat isi [14]. Nilai c dan ∅ diperoleh dari hasil uji triaksial CU. Nilai parameter tanah yang digunakan untuk perhitungan analitik penurunan elastik (Se) yaitu 𝜇 𝑠 ( poisson ratio tanah) dan 𝐸 𝑠 (modulus elastisitas tanah). Nilai 𝜇 𝑠 diperoleh dari korelasi parameter dari jenis tanah [18]. Nilai 𝐸 𝑠 diperoleh dari korelasi parameter jenis tanah dan hasil uji SPT [19] atau triaksial CU. Klasifikasi jenis tanah berdasarkan Unified Soil Classification System (USCS) diperoleh dari hasil uji SPT [19], saringan dan hidrometer [20], batas cair [21], dan  batas  plastis  [22].  Nilai  parameter  tanah  yang  digunakan  untuk  perhitungan  analitik penurunan konsolidasi yaitu 𝑒 𝑜 (angka pori awal), γ (berat isi), 𝐶 𝑐 (indeks kompresi, 𝐶 𝑟 (indeks rekompresi), 𝜎′ 𝑐 (tegangan prekonsolidasi), dan c v (koefisien konsolidasi). Nilai 𝑒 𝑜 diperoleh dari korelasi parameter γ dan Gs (berat jenis). Nilai Gs diperoleh dari hasil uji berat jenis [23].

## 143 - 153
Evaluasi Ketahanan Gempa pada Fondasi Tangki Minyak 3000bbl Berdasarkan Metode Analitik dan Elemen Hingga https://dx.doi.org/10.30737/jurmateks.v6i2.5136
Nilai 𝐶 𝑐 , 𝜎′ 𝑐 , dan c v diperoleh dari hasil uji konsolidasi [24]. Selain itu, nilai parameter tanah yang digunakan untuk pemodelan metode elemen hingga yaitu γ (berat isi), c (kohesi) dan ∅ (sudut  geser  dalam), 𝜇 𝑠 ( poisson  ratio tanah),  E ref (modulus  tanah),  dan  k  (koefisien permeabilitas).  Nilai  k  diperoleh  dari  korelasi  parameter  dari  c v , 𝛾 𝑤 (berat  isi  air),  dan  m v (koefisien kompresibilitas volume). Nilai m v diperoleh dari hasil uji konsolidasi [24].

## d. Kejadian Gempa
Data kejadian gempa diperoleh dari website United States Geological Survey (USGS). Data kejadian gempa yang tercatat pada katalog USGS hanya tersedia dari tahun 1900. Tangki minyak yang dibangun pada tahun 2015 menggunakan beban gempa berdasarkan Peta Gempa Indonesia tahun 2010. Data kejadian gempa besar dalam kurun waktu tahun 1900-2010 yang terjadi di lokasi penelitian mempunyai Mw ≥ 5 dan R = 500 km yaitu sebanyak 1160 kejadian gempa ( Gambar 3. (a)). Padahal setelah tahun 2010 hingga 2023, di lokasi penelitian, kejadian gempa besar telah terjadi peningkatan yaitu sebanyak 344 kejadian ( Gambar 3. (b)).
(a) (b)
Sumber: USGS (2023).
Gambar 3. Kejadian Gempa Tercatat pada Koordinat Lokasi Penelitian dengan Mw ≥ 5 R= 500 km (a) Tahun 1900-2010; (b) Tahun 2010-2023.
Peta  Gempa  Indonesia  tahun  2010  ( Gambar  4. (a))  menunjukkan  bahwa  PGA  di lokasi penelitian sebesar 0,203 g. Sedangkan, Peta Gempa Indonesia tahun 2022 ( Gambar 4. (b)) menunjukkan bahwa terdapat peningkatan PGA menjadi 0,2367 g.
(a) (b)
Sumber: PuSGeN & Puslitbang PUPR (2010 dan 2022) [25] , [2] .
Gambar 4. Peta Peak Ground Acceleration (PGA) untuk T = 2500 Tahun (a) Tahun 2010;
(b) Tahun 2022.

## 2.2 Analisis

## a. Analisis Analitik
Analisis  daya  dukung  tanah  fondasi  eksisting  menggunakan  persamaan  Meyerhoff [26] [27]. Persamaan Meyerhoff dipilih karena memperhatikan faktor bentuk dan kedalaman fondasi. Daya dukung yang diperoleh digunakan untuk menghitung faktor keamanan fondasi. Faktor Keamanan (FK) merupakan perbandingan Qu (daya dukung ultimate fondasi dalam kN) terhadap  Q  (beban  yang  bekerja  pada  fondasi  dalam  kN)  minimum  1,5  untuk  kombinasi pembebanan ultimate pada kondisi operasi ditambah efek maksimum gempa berdasarkan API 650 [12]. Untuk ketahanan daya dukung fondasi, nilai qu (daya dukung ultimate fondasi per luas fondasi dalam kPa) harus lebih besar dari q (tegangan kontak pada dasar fondasi dalam kPa)  [28].  FK  stabilitas  fondasi  terhadap  geser  adalah ∑ F R (jumlah  gaya  horizontal  yang menahan beban horizontal pada fondasi) terhadap ∑ H (jumlah beban horizontal yang bekerja pada  fondasi).  Selain  itu,  FK  stabilitas  fondasi  terhadap  momen  guling  yaitu  perbandingan ∑ M R (jumlah momen akibat beban vertikal pada fondasi yang menahan momen guling pada titik tepi dasar fondasi) terhadap ∑ M O (jumlah momen guling pada titik tepi dasar fondasi). FK stabilitas fondasi berdasarkan SNI 8460:2017 terhadap momen guling mempunyai nilai ≥ 2 dan menahan geser ( sliding resistance ) sebesar ≥ 1,1 (gempa) [13]. Pada tanah di bawah fondasi eksisting tangki minyak terjadi penurunan tanah yang terdiri dari penurunan segera/elastik (Se) dan penurunan konsolidasi primer (Sc). Penurunan tanah total di bawah fondasi yang diizinkan yaitu sebesar 50 mm [12]. Selain itu, dilakukan juga perhitungan penurunan konsolidasi primer, dan derajat konsolidasi, U (%) yang terjadi di akhir masa layan operasi tangki.

## b. Analisis Elemen Hingga
Pemodelan  fondasi  dengan  metode  elemen  hingga  dilakukan  untuk  mengetahui  FK stabilitas global dan total displacement pada jangka pendek maupun jangka  panjang. Jangka pendek yaitu  pada saat  operasi  sesaat  setelah pembangunan tangki  (kondisi undrained) pada tahun 2015. Sedangkan, jangka panjang yaitu pada akhir masa layan operasi (kondisi drained ) pada tahun 2065 (tahun ke-50). Displacement yang diizinkan berdasarkan API 650 [12] ≤ 50 mm. Sedangkan, FK stabilitas global berdasarkan SNI 8460:2017 ≥ 1,1 [13]. Parameter material yang  digunakan  dalam  pemodelan  metode  elemen  hingga  ini  dapat  dilihat  pada Tabel  2 . Validasi  pemodelan  dilakukan    sesuai  dengan  teori  Bjerrum  [30]  dimana  pada  awal  operasi (jangka pendek), nilai FK fondasi merupakan yang terkecil. Sedangkan FK pada jangka panjang (hingga  akhir  masa  layan  operasi)  lebih  besar  dari  FK  jangka  pendek.  Untuk  validasi total displacement pada awal operasi akan dibandingkan dengan penurunan segera dan pada jangka panjang dibandingkan dengan penurunan total hasil perhitungan metode analitik.

## 145 - 153
Tabel 2. Parameter Material pada Pemodelan Metode Elemen Hingga.

## Sumber: Hasil Penelitian (2023)

## 3.  Hasil dan Diskusi
3.1 Hasil Evaluasi Metode Analitik

## a. Daya Dukung Fondasi
Hasil  analisis  daya  dukung  Fondasi  I  dan  II  dapat  dilihat  pada Tabel  3 .  FK  daya dukung fondasi eksisting tangki minyak yang diambil adalah nilai FK minimum (terkecil).
Tabel 3. Daya Dukung Fondasi Eksisting Tangki Minyak Terhadap Kombinasi Pembebanan Gempa Berdasarkan Metode Analitik.
Tipe Q (kN) qu (kPa) Qu (kN) q (kPa) FK Fondasi I 791,178 429,386 10731,223 31,657 13,564 Fondasi II 6163,528 454,195 24835,975 131,538 4,030

## Sumber: Hasil Penelitian (2023).
Berdasarkan  hasil  perhitungan  metode  analitik,  fondasi  eksisting  tangki  minyak  ini mampu  menahan  beban  vertikal  yang  bekerja  pada  fondasi  akibat  kombinasi  pembebanan ultimate untuk kondisi operasi ditambah efek maksimum gempa. Hal tersebut ditunjukkan pada Tabel  3 dengan  nilai  FK  fondasi  dalam  menahan ultimate  bearing  failure untuk  kombinasi pembebanan tersebut sebesar 4,030 sebagai FK minimum pada Fondasi II. Nilai tersebut telah memenuhi persyaratan minimum berdasarkan API 650  sebesar 1,5 [12].  Sedangkan nilai FK Fondasi  I  sangat  besar  karena  mempunyai  dimensi  yang  sangat  besar  yaitu  lebar  1.6  m  dan kedalaman 2.1 m.
Tabel 4. Stabilitas Fondasi Eksisting Tangki Minyak Terhadap Kombinasi Pembebanan Gempa Berdasarkan Metode Analitik.
Jenis Stabilitas Fondasi Tahanan Beban FK Terhadap Geser 982,567 kN 208,746 kN 4,707 Terhadap Momen Guling 31793,550 kN.m 902,995 kN.m 35,209
Sumber: Hasil Penelitian (2023).
Fondasi eksisting tangki minyak juga dinyatakan mampu menahan momen guling dan geser yang bekerja pada fondasi akibat kombinasi pembebanan ultimate untuk kondisi operasi ditambah  efek  maksimum  gempa.  Hal  tersebut  ditunjukkan  pada Tabel  4 dengan  nilai  FK stabilitas  fondasi  terhadap  geser  sebesar  4,707  lebih  besar  dari  FK  minimum  yang dipersyaratkan  sebesar  1,1  dan  nilai  FK  stabilitas  fondasi  terhadap  momen  guling  sebesar 35,209  lebih  besar  dari  FK  minimum  yang  dipersyaratkan  sebesar  2  berdasarkan  SNI 8460:2017 [13].  Nilai FK stabilitas fondasi terhadap momen guling bernilai sangat besar karena fondasi  didesain  agar  momen  yang  menahan  sangat  besar  terhadap  momen  guling  akibat gempa.  Hal  tersebut  dilakukan  karena  hal  yang  paling  beresiko  ketika  gempa  adalah  rotasi fondasi [9].

## b. Penurunan Tanah
Penurunan tanah di bawah fondasi dapat dilihat pada Tabel 5 .
Tabel 5. Hasil Penurunan Tanah Berdasarkan Metode Analitik.
Penurunan Tanah Nilai (mm) Beda Penurunan (mm) Persyaratan Se (di bawah fondasi - tengah tangki minyak) 14,25 5,13 ∆ Se(izin) = bentang tangki minyak yang berbeda penurunan/300 = 13,9 mm [13] Se (di bawah fondasi – ujung tangki minyak) 9,12 Sc(total) 33,346 St = Se(max) + Sc(total) 47,596 St(izin) = < 50 mm [12]
Sumber: Hasil Penelitian (2023).
Berdasarkan Tabel 5 , penurunan tanah di bawah fondasi eksisting dinyatakan aman karena  masih  kurang  dari  batas  penurunan  tanah  yang  diizinkan.  Hal  tersebut  ditunjukkan dengan nilai penurunan tanah total sebesar 47,596 mm kurang dari batas penurunan total yang diizinkan sebesar 50 mm dan beda penurunan tanah sebesar 5.130 mm kurang dari batas beda penurunan yang diizinkan sebesar 13,9 mm berdasarkan API 650 [12].
Penurunan konsolidasi primer total (Sc) pada lapisan tanah lempung jenuh di bawah fondasi eksisting di kedalaman 3 m – 22 m. Tipe konsolidasi tanah pada penelitian ini adalah OC-NC  di  mana 𝜎′ 𝑜 + ∆𝜎 ′ >   𝜎′ 𝑐 . 𝜎′ 𝑜 adalah  tegangan  vertikal  efektif, ∆𝜎′ adalah penambahan tegangan tanah pada titik yang ditinjau akibat beban di atas fondasi berdasarkan pengaruh  bentuk  beban,  ukuran  fondasi,  dan  jarak  tinjau  terhadap  beban,  dan 𝜎′ 𝑐 adalah

## 147 - 153
tegangan  prekonsolidasi.  Nilai  parameter  tanah  yang  berpengaruh  terhadap  besarnya  nilai penurunan  konsolidasi  yaitu 𝑒 𝑜 (angka  pori  awal), 𝐶 𝑐 (indeks  kompresi,  dan 𝐶 𝑟 (indeks rekompresi). Semakin besar nilai 𝐶 𝑐 , 𝐶 𝑟 , dan perbandingan ( 𝜎′ 𝑐 / 𝜎′ 𝑜 ) dan (( 𝜎′ 𝑜 + ∆𝜎 ′ ) / 𝜎′ 𝑐 ) serta semakin kecil nilai 𝑒 𝑜 maka nilai penurunan konsolidasi semakin besar. Grafik penurunan konsolidasi tanah di bawah fondasi eksisting tangki minyak, Sc dan derajat konsolidasi, U (%) dapat dilihat pada Gambar 5 .
Sumber: Hasil Penelitian (2023).
Gambar 5. Penurunan Konsolidasi Primer (Sc) dan Derajat Konsolidasi (U) terhadap Waktu. Besaran  penurunan  konsolidasi  primer  tanah  berbeda  tiap  waktunya  karena  derajat konsolidasi yang terjadi tiap waktunya berbeda. Di akhir masa layan tangki yaitu pada tahun ke-50, derajat konsolidasi yang sudah terjadi adalah sebesar 96,984%. Nilai derajat konsolidasi bergantung pada faktor waktu, T v (tanpa dimensi). Nilai T v dipengaruhi oleh nilai c v (koefisien konsolidasi).  Nilai  c v dipengaruhi  oleh  nilai  k  (koefisien  permeabilitas).  Dari Gambar  5. menunjukkan bahwa kecepatan penurunan tanah yang terjadi kurang dari kecepatan penurunan tanah yang diizinkan sebesar 20 mm/tahun [29].

## 3.2 Hasil Evaluasi Metode Elemen Hingga
(a) (b)
Sumber: Hasil Penelitian (2023).
Gambar 6. Total Displacement (a) Jangka Pendek; (b) Jangka Panjang.
Berdasarkan pemodelan dan analisis metode elemen hingga, fondasi eksisting tangki minyak  dinyatakan  mampu  menahan  beban  akibat  kombinasi  pembebanan ultimate pada kondisi  operasi  ditambah efek maksimum  gempa. Hal tersebut  ditunjukkan nilai  FK sebesar
1,56 ≥ 1,1 pada kondisi undrained . Kondisi undrained terjadi karena kecepatan penambahan beban melebihi kecepatan terdisipasinya kelebihan air pori. Sedangkan, pada jangka panjang mempunyai kondisi drained dengan FK sebesar 2,03 ≥ 1,1. Faktor keamanan fondasi yang kritis pada jangka pendek di awal operasi dan semakin aman sampai jangka panjang di akhir masa layan  operasi  tangki  minyak  (tahun  ke-50)  sesuai  dengan  penelitian  terdahulu  oleh  Bjerrum [30]. Selain itu, total displacement yang terjadi pada awal operasi dan pada akhir masa layan operasi  tangki  minyak  adalah  sebesar  13,49  mm  dan  44,74  mm  kurang  dari  maksimum displacement yang diizinkan terjadi sebesar 50 mm berdasarkan API 650 [12].
Validasi model dilakukan dengan mengecek nilai FK dan total displacement. Nilai FK jangka panjang lebih besar dari FK jangka pendek. Hal tersebut juga dapat diperhatikan melalui zona merah sebagai zona kritis pada kondisi jangka panjang yang lebih kritis lebih pendek dan lebih  kecil  dibanding  pada  kondisi  jangka  pendek.  Selain  itu  mengacu  pada Tabel  5 ,  nilai penurunan segera berdasarkan metode analitik sebesar 14,25 mm dan penurunan total sebesar 47,596 mm. Sehingga, didapatkan selisih antara nilai penurunan dan total displacement tanah pada jangka pendek yaitu 0,76 mm dan pada jangka panjang sebesar 2,856 mm. Selisih nilai tersebut  baik  jangka  pendek  maupun  panjang  dalam  konteks  sebagai  beda  penurunan  masih memenuhi  dari  batas  beda  penurunan  yang  diizinkan  sebesar  13,9  mm.  Berdasarkan  hasil tersebut dapat dikatakan pemodelan ini valid.
Pada jangka pendek, kelebihan air pori sebagai respon terhadap beban yang bekerja pada fondasi yaitu sebesar 67,260 kPa. Pada jangka panjang, kelebihan air pori tersebut akan terdisipasi. Hal tersebut menyebabkan nilai FK pada jangka panjang lebih besar karena beban sudah ditahan oleh partikel tanah. FK yang lebih besar mengindikasikan tanah dapat menahan beban yang lebih besar.

## 3.3 Perbandingan Hasil Evaluasi Metode Analitik dan Elemen Hingga
Metode  analitik  dan  elemen  hingga  saling  melengkapi  keterbatasan  dari  masing- masing metode. Metode analitik mempunyai keterbatasan dimana dalam perhitungan FK daya dukung fondasi maupun stabilitas terhadap geser dan momen guling, tidak memperhitungkan waktu  analisis  pada  jangka  pendek  dan  jangka  panjang.  Sedangkan,  keterbatasan  metode elemen  hingga  terletak  pada  nilai  FK  yang  didapatkan  merupakan  stabilitas  global  yaitu kombinasi dari nilai FK. Dengan kata lain FK terhadap geser dan momen guling tidak dapat diketahui dengan pemodelan metode elemen hingga.
Selain itu, kedua metode tersebut juga mempunyai kemiripan. Untuk penurunan tanah pada  awal  operasi,  hasil  perhitungan  metode  analitik  dapat  dibandingkan  dengan  metode elemen hingga. Penurunan segera hasil perhitungan metode analitik dapat dibandingkan dengan

## 149 - 153
total  displcament pada  jangka  pendek  (awal  operasi).  Selain  itu,  penurunan  total  dapat dibandingkan dengan total displacement pada jangka panjang.

## 3.4 Implikasi Hasil Evaluasi
Nilai  FK  fondasi  eksisting  tangki  minyak  pada  penelitian  ini  jauh  lebih  besar  dari persyaratan pada API 650 [12] dan SNI 8460:2017 [13]. Hal tersebut mengindikasikan adanya inefisiensi  dalam  proses  desain.  Untuk  itu  apabila  akan  dibangun  tangki  minyak  yang  sama dengan parameter tanah yang sama, maka direkomendasikan untuk mendesain ukuran fondasi tangki minyak yang lebih kecil dari fondasi eksisting sebagai langkah efisiensi serta juga harus dipastikan bahwa FK dan penurunan tanah di bawah fondasi telah memenuhi persyaratan API 650 [12] dan SNI 8460:2017 [13].

## 4.  Kesimpulan
Ketahanan fondasi eksisting tangki penyimpanan minyak bumi 3000 bbl pada Stasiun Pengumpul di Kabupaten Penukal Abab Lematang Ilir terhadap gempa terbaru menunjukkan hasil  yang  aman.  Hal  tersebut  ditunjukkan  melalui  pendekatan  analitik  bahwa  nilai  Faktor Keamanan (FK) fondasi dalam menahan ultimate bearing failure, terhadap momen guling dan geser  telah  memenuhi  persyaratan  SNI  8460:2017  dan  API  650.  Nilai  FK  tersebut  juga ditemukan  melalui  pendekatan  elemen  hingga  dengan  hasil  yang  serupa.  Semua  pendekatan menemukan  nilai  FK  yang  cenderung  terlalu  besar  dari  persyaratan.  Hal  tersebut mengindikasikan  adanya  inefisiensi  dalam  proses  desain.  Oleh  karena  itu  direkomendasikan mendesain  ukuran  fondasi  tangki  minyak  yang  lebih  kecil  dari  fondasi  eksisting  sebagai langkah efisiensi. Selain itu hasil penurunan di akhir masa layan (tahun ke 50) menunjukkan nilai  sebesar 47,596 mm melalui pendekatan  analitik dan 44,74 mm melalui elemen hingga. Nilai tersebut kurang dari batas penurunan total yang diizinkan oleh API 650 sebesar 50 mm. Hasil penelitian telah menegaskan bahwa fondasi  eksisting aman hingga  masa layan dengan parameter gempa tahun 2022. Sehingga hasil ini dapat digunakan untuk pengembangan desain fondasi tangki penyimpanan minyak yang aman terhadap gempa di lokasi yang serupa.

## 5. Ucapan Terima Kasih
Penulis berterima kasih kepada pemilik data penelitian yang sudah memberikan data penelitian  yang  dibutuhkan  oleh  penulis.  Penulis  juga  berterima  kasih  kepada  Universitas Siliwangi yang sudah memberikan dana penelitian kepada penulis.

## Daftar Pustaka
[1] P.  P.  PusGen, Peta  Sumber  dan  Bahaya  Gempa  Indonesia  Tahun  2017 .  Pustlitbang PUPR, 2017. [Daring]. Tersedia pada: https://simantu.pu.go.id/content/?id=3605
[2] Pusat  Studi  Gempa  Nasional, Buku  Peta  Deagregasi  Bahaya  Gempa  Indonesia  untuk Perencanaan dan Evaluasi Infrastruktur Tahan Gempa . Jakarta: Direktorat Bina Teknik Permukiman  dan  Perumahan  Direktorat  Jenderal  Cipta  Karya  Kementerian  Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2022. [Daring]. Tersedia pada: https://abdimaskwarnas.id/buku-peta-deagregasi-bahaya-gempa-indonesia/
[3] K. Kildashti, N. Mirzadeh, dan B. Samali, “Seismic vulnerability assessment of a case study anchored liquid  storage tank by  considering fixed  and flexible base restraints,” Thin-Walled  Struct. ,  vol.  123,  no.  February,  hal.  382–394,  2018,  doi: 10.1016/j.tws.2017.11.041.
[4] R. J. Merino, E. Brunesi, dan R. Nascimbene, “Probabilistic evaluation of earthquake- induced sloshing wave height in above-ground liquid storage tanks,” Eng. Struct. , vol. 202, no. January, hal. 1–8, 2020, doi: 10.1016/j.engstruct.2019.109870.
[5] A. Bayraktar, B. Sevim, A. C. Altunişik, dan T. Türker, “Effect of the model updating on the earthquake behavior of steel storage tanks,” J. Constr. Steel Res. , vol. 66, no. 3, hal. 462–469, 2010, doi: 10.1016/j.jcsr.2009.10.006.
[6] W. Jing, J. Shen, X. Cheng, dan W. Yang, “Seismic responses of a liquid storage tank considering structure-soil-structure interaction,” Structures , vol. 45, no. November, hal. 2137–2150, 2022, doi: 10.1016/j.istruc.2022.10.003.
[7] S.  Yoshida,  “Earthquake  Damages  and  Disaster  Prevention  of  Aboveground  Storage Tanks,” EPI Int. J. Eng. , vol. 1, no. 2, hal. 87–93, 2018, doi: 10.25042/epi-ije.082018.14.
[8] F. Syuhada, Z. Djauhari, dan R. Suryanita, “Evaluasi Sisa Umur dan Struktur Tangki Penimbun Berdasarkan Data Percepatan Tanah pada Daerah Rawan Gempa,” PORTAL J.  Tek.  Sipil ,  vol.  12,  no.  2,  hal.  48–57,  2020,  [Daring].  Tersedia  pada:  https://e- jurnal.pnl.ac.id/portal/article/view/portal.v12i2.1929/0
[9] D.  Choudhury et  al. , “Sustainable foundation solutions  for industrial structures under earthquake conditions - theory to practice,” 16th Asian Reg. Conf. Soil Mech. Geotech.
Eng. ARC 2019 , 2020, [Daring]. Tersedia pada:
https://www.researchgate.net/publication/336665399_Sustainable_foundation_solution s_for_industrial_structures_under_earthquake_conditions_-theory_to_practice

## 151 - 153
[10]  S. M. S. Sahraeian, J. Takemura, dan S. Seki, “An investigation about seismic behavior of  piled  raft  foundation  for  oil  storage  tanks  using  centrifuge  modelling,” Soil  Dyn. Earthq. Eng. , vol. 104, no. January, hal. 210–227, 2018, doi: 10.1016/j.soildyn.2017.10.010.
[11]  Z.  Dai,  H.  Qiao,  X.  Hao,  Y.  Wang,  H.  Lei,  dan  Z.  Cui,  “Influence  of  Heterogeneous Foundation  on  the  Safety  of  Inverted  Cone  Bottom  Oil  Storage  Tanks  under Earthquakes,” vol. 13, no. 7, 2023, doi: https://doi.org/10.3390/buildings13071720.
[12]  American  Petroleum  Institute, API  650:  Welded  Tanks  for  Oil  Storage ,  13th  ed. American Petroleum Institute, 2020. [Daring]. Tersedia pada:
https://www.api.org/products-and-services/standards/important-standards- announcements/standard650
[13]  Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  8460:2017  Persyaratan  Perancangan  Geoteknik .
Badan Standardisasi Nasional,
2017. [Daring]. Tersedia pada: https://pesta.bsn.go.id/produk/detail/13506-84602017
[14]  Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  03-3637-1994  Metode  Pengujian  Berat  Isi  Tanah Berbutir  Halus  dengan  Cetakan  Benda  Uji  (Rujukan  ASTM  D2937-83) .  Badan
Standardisasi Nasional, 1994. [Daring]. Tersedia pada:
https://pu.go.id/pustaka/biblio/sni-03-3637-1994-metode-pengujian-berat-isi-tanah- berbutir-halus-dengan-cetakan-benda-uji-rujukan-astm-d2937-83/7D1BJ
[15]  Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  2455:2015  Cara  uji  triaksial  untuk  tanah  dalam keadaan  terkonsolidasi  tidak  terdrainase  (Consolidated  Undrainated/CU)  dan terkonsolidasi  terdrainase  (Consolidated  Drainated/CD)  (ASTM  D4767-88,  MOD) . Badan Standardisasi Nasional, 2015. [Daring]. Tersedia pada: https://pesta.bsn.go.id/produk/detail/9970-sni24552015
[16]  F. Sarifah, I. Handiman, dan Z. Gusnadi, “Prinsip Penentuan Kapasitas Dukung Fondasi Dangkal Berdasarkan Metode Analitik Rasional,” Akselerasi  J. Ilm. Tek. Sipil , vol. 4, no. 2, 2023, doi: 10.37058/aks.v4i2.6534.
[17]  Badan Standardisasi Nasional, SNI 1965:2008 Cara uji penentuan kadar air untuk tanah dan  batuan  di  laboratorium .  Badan  Standardisasi  Nasional,  2008.  [Daring].  Tersedia pada: https://binamarga.pu.go.id/index.php/nspk/detail/sni-19652019-metode-uji- penentuan-kadar-air-untuk-tanah-dan-batuan-di-laboratorium-sebagai-revisi-dari- standar-nasionai-indonesia-19652008-cara-uji-penentuan-kadar-air-untuk-tanah-dan- batuan-di-laboratorium
[18]  B.  M.  Das  dan  K.  Sobhan, Principles  of  Geotechnical  Engineering ,  Eighth  Edi.
Stamford: Cengage Learning,
2014. [Daring]. Tersedia pada: https://www.amazon.com/Braja-Das-Principles-Geotechnical-

## Engineering/dp/B00N4HZ0OM
[19]  Badan Standardisasi Nasional, SNI 4153:2019 Metode uji penetrasi standar (SPT) dan pengambilan  contoh  tanah  dengan  tabung  belah  (ASTM  D  1586-11,  IDT) .  Badan
Standardisasi Nasional, 2019.
[Daring]. Tersedia pada:
https://pesta.bsn.go.id/produk/detail/12725-sni41532019
[20]  Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  3423:2008  Cara  uji  analisis  ukuran  butir  tanah .
Badan Standardisasi Nasional, 2008. [Daring]. Tersedia pada: https://binamarga.pu.go.id/index.php/nspk/detail/sni-3423-2008-cara-uji-analisis- ukuran-butir-tanah
[21]  Badan Standardisasi Nasional, SNI 1967:2008 Cara Uji Penentuan Batas Cair Tanah .
Badan Standardisasi Nasional, 2008. [Daring]. Tersedia pada: https://binamarga.pu.go.id/uploads/files/593/sni-1967-2008-cara-uji-penentuan-batas- cair-tanah.pdf
[22]  Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  1966:2008  Cara  Uji  Penentuan  Batas  Plastis  dan Indeks Plastisitas Tanah . Badan Standardisasi Nasional, 2008. [Daring]. Tersedia pada: https://binamarga.pu.go.id/index.php/nspk/detail/sni-1966-2008-cara-uji-penentuan- batas-plastis-dan-indeks-plastisitas-tanah
[23]  Badan  Standardisasi  Nasional, SNI  1964:2008  Cara  Uji  Berat  Jenis  Tanah .  Badan
Standardisasi Nasional,
2008. [Daring]. Tersedia pada:
https://binamarga.pu.go.id/index.php/nspk/detail/sni-1964-2008-cara-uji-berat-jenis- tanah
[24]  Badan Standardisasi Nasional, SNI 2812:2011 Cara uji konsolidasi tanah satu dimensi .
Badan Standardisasi Nasional,
2020. [Daring]. Tersedia pada: https://pesta.bsn.go.id/produk/detail/8909-sni28122011
[25]  Kementerian  PUPR, Peta  Hazard  Gempa  Indonesia  2010 .  Jakarta,  2010.  [Daring]. Tersedia pada: https://pu.go.id/pustaka/biblio/peta-hazard-gempa-indonesia-2010- sebagai-acuan-dasar-perencanaan-dan-perancangan-infrastruktur-tahan-gempa/833L2
[26]  G. G. Meyerhof, “The ultimate bearing capacity of foundations,” Geotechnique , vol. 2, no. 4, hal. 301–332, 1951, doi: 10.1680/geot.1951.2.4.301.

## 153 - 153
Evaluasi Ketahanan Gempa pada Fondasi Tangki Minyak 3000bbl Berdasarkan Metode Analitik dan Elemen Hingga https://dx.doi.org/10.30737/jurmateks.v6i2.5136
[27]  D.  Hartanto,  Y.  Cahyo,  dan  S.  Winarto,  “Perencanaan  Pondasi  Tiang  Pancang  Pada Gedung Sekretariat Dewan Dprd Kabupaten Kediri,” J. Manaj. Teknol. Tek. Sipil , vol. 1, no. 2, hal. 303–312, 2018, doi: 10.30737/jurmateks.v1i2.418.
[28]  Braja  M.  Das, Principles  of  Foundation  Engineering ,  Eighth  Edi.  Boston:  Cengage Learning,
2014. [Daring]. Tersedia pada:
https://www.abebooks.com/9781305081550/Principles-Foundation-Engineering-Braja- M-1305081552/plp
[29]  F.  Sarifah  dan  N.  Anggraini,  “Prinsip  perencanaan  continous  improvement  program perbaikan tanah lempung  lunak menggunakan PVD dengan vacuum  preloading  untuk jalan berkualitas, estetik, dan ramah lingkungan (studi kasus proyek strategis nasional jalan  tol  trans  Sumatera),” Konf.  Reg.  Tek.  Jalan ,  hal.  19–25,  2022,  doi: https://doi.org/10.58674/phpji.v15i1.49.
[30]  L. Bjerrum, “Embankments on Soft Ground,” in Proceeding American Society of Civil Engineers Specialty Conference on Performance of Earth and Earth-Supported. , 1972, vol. 1, hal. 1–54. doi: 10.4324/9781315697307-5.