Penentuan Jenis Tanah untuk Kurva Respons Spektrum

Salah satu karakteristik struktur bangunan teknik sipil adalah tanah, yang berarti bangunan tersebut harus berdiri diatas tanah atau bangunan tersebut mempunyai pondasi di tanah. Jika kita jeli, banyak sekali struktur yang tidak berdiri di atas tanah, misalnya : struktur baja hotel yang berada di atas kapal, desain struktur baja satelit di luar angkasa, dll. Itu semua merupakan stuktur yang dikerjakan oleh orang- orang yang ahli di bidangnya, dan tidak murni orang- orang teknik sipil saja.

Salah satu masalah utama bangunan teknik sipil yang berdiri di atas tanah adalah Gempa yang besarnya tak dapat diperkirakan dengan pasti dan waktunya yang tidak bisa diprediksikan dengan tepat. Itulah mengapa perencanaan struktur tahan gempa terus dikembangkan sampai saat ini. Proses perencanaan struktur tahan gempa sangat dipengaruhi oleh lokasi serta kondisi tanah. Sebagaimana diketahui bahwa getaran yang disebabkan oleh gempa cenderung membesar pada tanah lunak dibandingkan pada tanah keras atau batuan. Proses penentuan klasifikasi tanah tersebut berdasarkan atas data tanah pada kedalaman hingga 30 m, karena menurut penelitian hanya lapisan- lapisan tanah sampai kedalaman 30 m saja yang menentukan pembesaran gelombang gempa (Wangsadinata, 2006).

Data tanah tersebut adalah shear wave velocity (kecepatan rambat gelombang geser), standard penetration resistance (Uji Penetrasi Standard SPT) dan undrained shear strength (kuat geser undrained). Dari 3 parameter tersebut, minimal harus dipenuhi 2 (dua), dimana data yang terbaik adalah Vs (shear wave velocity) dan data yang digunakan harus dimulai dari permukaan tanah, bukan dari bawah basement (HATTI, 2006).

Berdasarkan SNI Gempa 1726-2002 Pasal 4.6.3 menyebutkan bahwa jenis tanah dibagi menjadi tanah keras, sedang dan lunak, apabila lapisan dengan tebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi syarat-syarat yang sesuai Tabel berikut :

Tabel 1. Klasifikasi Jenis Tanah

Berikut adalah contoh data tanah dengan 4 jenis lapisan tanah yang berbeda.

Gambar 1. Data Tanah 4 Jenis Lapisan Tanah yang Berbeda.

Besarnya kekuatan geser tanah (S_u) untuk setiap lapisan, dapat dihitung dengan rumus shear strenght of soil , S = c + γ h tan Ø

Nilai kekuatan geser untuk setiap lapisan tanah dihitung sebagai berikut :

Lapis 1 : S_u1 = 0,20 + ( 0,00176 . 400 ). tan 22 = 0,484 kg/cm²

Lapis 2 : S_u2 = 0,10 + ( 0,00180 . 300 ). tan 20 = 0,296 kg/cm²

Lapis 3 : S_u3 = 0,15 + ( 0,00180 . 400 ). tan 25 = 0,486 kg/cm²

Lapis 4 : S_u4 = 0,10 + ( 0,00160 . 300 ). tan 18 = 0,256 kg/cm²

Kekuatan geser niralir rata-rata :

S_u = ( S_u1.h₁+ S_u2.h₂+ S_u3.h₃+ S_u4.h₄) / (h₁+ h₂+ h₃+ h₄)

= ( 0,484.400 + 0,296.300 + 0,486.400 + 0,256.300 )/( 400+300+400+300 )

= 553,6/1400 = 0,395 kg/cm²= 39,5 kPa

Dari Tabel 1, untuk nilai kekuatan geser niralir rata- rata (S_u) = 39,5 kPa < 50 kPa, maka jenis tanah di atas merupakan tanah lunak. Dari jenis tanah tersebut, maka dapat digunakan sebagai acuan dalam membuat kurva respons spektrum gempa.