Menentukan Kedalaman Penetrasi Tiang Bor pada Lapangan Tanah Pasir Berpotensi Likuifaksi

Likuifaksi (soil liquefaction) adalah fenomena hilangnya kekuatan geser tanah pasir lepas jenuh air secara mendadak akibat peningkatan tekanan air pori berlebih (excess pore water pressure) yang dibangkitkan oleh getaran gempa bumi siklik. Ketika tekanan air pori meningkat hingga menyamai besarnya tegangan total tanah di atasnya, tegangan vertikal efektif tanah seketika anjlok menuju angka nol (σ'v = 0).

Pada kondisi ini, lapisan tanah pasir padat berubah sifat secara instan menyerupai cairan kental (heavy fluid). Tiang-tiang fondasi yang mengandalkan tahanan friksi selimut pada lapisan ini akan kehilangan seluruh daya dukungnya, menyebabkan gedung di atasnya tenggelam, terjungkal miring, atau amblas ke dalam tanah.

Dalam perancangan fondasi tiang bor (bored pile) di zona potensi likuifaksi (seperti kawasan pesisir pantai barat Sumatera, pantai selatan Jawa, Palu, atau Lombok):

• › Standar SNI 8460:2017 dan Eurocode 7 menginstruksikan perencana struktur untuk MENGELIMINASI 100% TAHANAN GESEK SELIMUT (Qs = 0) pada seluruh ketebalan lapisan tanah yang memiliki faktor keamanan likuifaksi FSL < 1.0 hingga 1.2.
• › Tiang bor tidak boleh mengandalkan daya dukung pada lapisan yang rentan terlikuifaksi tersebut selama kondisi gempa rencana berlangsung.
• › Selain kehilangan daya dukung aksial, tiang juga kehilangan tahanan lateral tanah (p-y curve lateral resistance) pada kedalaman tersebut, yang memicu lonjakan panjang tekuk bebas tiang (unsupported buckling length).

Untuk menjamin gedung tetap berdiri tegak pascagempa besar:

1. 1 Ujung tiang bor wajib diperpanjang menembus seluruh lapisan pasir yang berpotensi likuifaksi hingga tertanam dalam (socketed) minimal 3.0 hingga 5.0 meter ke dalam formasi batuan dasar masif atau lapisan tanah kohesif sangat keras (N-SPT > 50) yang tidak rentan likuifaksi.
2. 2 Seluruh beban aksial gedung selama gempa ditanggung secara eksklusif oleh tahanan ujung tiang (end bearing) dan tahanan gesek selimut pada lapisan batuan keras non-likuifaksi di bagian bawah.

Bahaya terbesar tiang fondasi di kawasan likuifaksi yang berkontur lereng atau berdekatan dengan tepi sungai/pantai adalah fenomena Pergeseran Lateral Tanah (Lateral Spreading):

• › Lapisan tanah permukaan yang tidak terlikuifaksi meluncur hanyut ke arah samping di atas lapisan pasir yang mencair.
• › Aliran tanah lateral ini menghantam batang tiang bor dengan gaya desakan horizontal yang luar biasa besar, memicu timbulnya momen lentur plastis di perbatasan lapisan tanah keras dan lapisan lunak.
• › Oleh sebab itu, sangkar tulangan baja longitudinal dan begel spiral tiang bor di zona likuifaksi wajib dipasang menerus dengan rasio penulangan tinggi (minimal 1.0% hingga 1.5% luas penampang tiang) dari kepala tiang hingga dasar soket tiang tanpa boleh diputus di tengah jalan.