Dokumen tersebut membahas tiga pelajaran penting dari gempa Palu Donggala 2018, yaitu kerusakan struktur akibat gempa dan likuifaksi tanah serta dampak dan mitigasi tsunami. Dokumen ini menekankan pentingnya mempelajari geoteknik dan mempersiapkan bangunan tahan gempa beserta sistem peringatan dini tsunami.

1. HIDUP DAMAI BERSAMA GEMPA, TSUNAMI DAN LIKUIFAKSI
Pelajaran dari Gempa Palu Donggala (28 Sept 2018)
Paulus P. Rahardjo, PhD
Professor of GeotechnicalEngineering
Universitas KatolikParahyangan
Bandung - Indonesia
INSPIRING TALK – TEKNIK SIPIL UNPAR XVII
OCTOBER 31, 2018

2. Isi OBROLAN
1. Memahami Gempa dan Tsunami
2. Kondisi Geologi dan Seismotektonik di Indonesia
3. Lessons Learned
◦- Kerusakan Bangunan dan Infrastruktur
◦- Pelajaran dari Tsunami
◦- Pelajaran dari Liquefaksi
4. Hidup berdamai bersama gempa, tsunami dan liquefaksi

3. Apa yang menyebabkan gempa ?
Inner
core
Outer
core
HOT
Mantle
(solid)
Bumi kita dinamis bergerak

4. Epicenter Gempa adalah batas batas
Pelat Tektonik

5. Tabrakan pelat membentuk sesar sesar  peregangan batuan
menyimpan energi  Bila batuan tidak dapat menahan gaya slip
 energi dilepaskan perambatan gelombang gempa ke permukaan

6. Magnitudo Gempa
Richter Scale vs Moment Magnitude

7. Energi Gempa
Ilustrasi dari Irsyam 2009
Mw = log (MO/1.5 - 10.7)
Mo = momen seismik dalan dyne-cm

8. Energy  Seismic Moment
A
D
Mo=m D A
m = 3 x 1010 N/m2
Ilustrasi dari Irsyam 2009
Mw = log (MO/1.5 - 10.7)
Mo = momen seismik dalan dyne-cm

9. Dampak Gempa di Permukaan Bumi
1. Surface Cracks/ruptures
2. Getaran Gempa
3. Beban Lateral pada
Bangunan dan Infrastruktur
4. LIQUEFACTION/Liquifaksi
5. Longsoran
6. Tsunami
Surface ruptures
Hokaido, 2018

11. Tectonik Indonesia
Padang
(2009)
Earthquake Case Histories
1. Banda Aceh Tsunami
The biggest tsunami
2. Padang Earthquakes
The biggest Landslides
3. Palu Donggala
Earthquakes
The biggest Liquefaction
Banda Aceh
(2004)
PaliDonggala
Earthquakes
(2018)

13. Kronologi Gempa dan Tsunami (dirjenTataRuang)

14. Palu koro Faults
Sesar Palu Koro

15. Palu koro Faults
Gempa gempa merusak di Sulawesi

16. Ground Movement due to earthquake
Study by Dr Austin Elliott – Centre of Observation and
Modeling of Earthquake, Volcaboes and Tectonics (COMET)

17. Ground Movement due to earthquake
Dr Valkaniotis Sotiris – Badan Informasi Geospatial (2018)

18. Pergeseran bumi
Dr Valkaniotis Sotiris – Badan Informasi Geospatial (2018)

19. Buildings offset

21. Data from USGS-ANSSComCat
Date 28 September 2018
Local Time 18:02:44 (WITA = central Indonesia)
Duration 3-7 Menit
Magnitude 7,4 Mw (main shock)
Depth 10 km
Episentrum 0,18°LS 119,85°BT
Palu Koro Fault – Strike Slip Fault
Total number damage66.926 houses
Max Intensity. IX MMI
Tsunami 7 m (at Donggala) (atau 15 m Wani)
First earthquake 6,0 Mw at 15:00:00 (WITA)
After schock 6,1 Mw at 18:45:25 (WITA)

22. Gempa gempa susulan

23. Seismic Acceleration Map of Indonesia (USGS)

24. Pelajaran Pertama :
Kerusakan Bangunan dan Infrastruktur

25. Palu airport
Pantoloan harbour

26. Jembatan Kuning Ponulele

27. Jembatan Ponulele

28. Hotel Roa Roa

29. Mercure Hotel
Before
After

30. Anutapura Hospital

31. Mall Tatura

32. Mosque

33. Restoran

34. Evakuasi dari Runtuhan Bangunan
Evacuation by SAR team (foto on 4/10).
(AFP Photo/Mohd Rasf)
Evacuation by SAR team (foto on Sunday (30/9).
(AP Photo/Tatan Syuflana)

35. PELAJARAN 2 : Tsunami

36. 0
200
400
600
800
1000
1200
0 2000 4000 6000 8000 10000
Depth (m)
Speed(km/hr)
Memahami mekanisme tsunami

37. GPS detection of ground deformation associated
with great thrust fault earthquake at a
subduction zone. Between earthquakes strain
associated wiwth the the subduction
accumulates of the locked plate interface. The
earthquake releases this strain, causing ground
motion that generates the seismic waves in the
earth and the tsunami in the ocean.
Seth Stein and Emile A Okal
Dept of Geological Sciences
Northwestern University, USA
Mekanisme Tsunami

38. Mechanism of Tsunami

39. Mechanism of Tsunamis

40. Tsunamis with fatalities > 1.000 death
Aceh 2004
(>200.000)
1883 (36.000)
1293 (23.000); 1498 (26.000); 1605 (5.000)
1703 (5.250); 1707 (30.000); 1741 (15.000)
1854 (5.000); 1896 (27.000); 1933 (3.100)
1933 (3.065); 1945 (2.305); 1946 (1.405)
1765 (10.000)
1771 (13.500)
1782 (40.000)
1674 (2.950); 1815 (10.250)
1917 (10.000); 1992 (2.300)
1647 (2.000)
1746 (3.800)
1867 (5.000)
1952 (2.350)
1575 (1.500)
1906 (1.000)
1998 (3.000)
1645 (3.000)
1976 (4.000)
Dari
Nanang Supangat

41. MEGATHRUST EARTHQUAKE CAUSED TSUNAMIS
Alaska 1964
Mw = 9.5
Tsunami = 67 meter
Chili 1960
Mw = 9.7
Tsunami = 25 meter
Aceh 2004
Mw = 9.0
Tsunami > 10 meter
Dari
Nanang Supangat

42. GREAT TSUNAMIS IN INDONESIA
Sumbar 1861
Bengkulu 1833
Krakatau 1883
Banyuwangi 1994
Sumba 1977
Flores 1992
Biak 1996
Mindoro 1994
Panay 1948
Mindanao 1918Mindanao 1897
Sumbawa 1820
Banda 1674
Sangihe 1856
Seram 1965
Sulteng 1968
Sulteng 1996
Lomblen 1979
Sulsel 1969
Taliabu 1998
Aceh 2004
SOURCE : Puspito, Kompas 2 Nov. 2002
Dari
Nanang Supangat

43. Tsunami Terminology
Run Up
(highest elevation reached)
Flow Depth
(hight above ground)
Inundation Height
(Hight above MSL)

44. Resume
Keamanan bangunan tidak hanya tergantung pada kekuatan struktur
atas.
Efek gempa pada kondisi tanah dan pondasi perlu menjadi
pertimbangan dalam perancangan bangunan tahan gempa.
Pengetahuan dalam ilmu geoteknik diperlukan untuk memberikan
masukan pada desain struktur tahan gempa.

45. Possible tsunami mechanism during Palu Donggala earthquake ?

46. Masalah tsunami pada Gempa Palu-Donggala
- Periode kedatangan tsunami amat pendek
- warning system tidak pasti
- Tidak ada persiapan
- praktis tidak ada proteksi pantai thd tsunami
- Elevasi rendah
- tidak diduga krn type gempa strike slip
- tsunami buoys tidak bekerja semestinya

47. Dampak Tsunami
Gelombang laut
Banjir di pesisir
Erosi
Aliran debris
Genangan

48. Dampak tsunami

49. Dampak tsunami (after Reuters)

50. Sabuk Nusantara 39 vessel floating into Wani Village
district Tannanovea - Donggala
(photoonFriday5 Oktober2018tirtoadi/arimacwilander)

51. Evakuasi tsunami

52. Pelajaran 3 : Likuifaksi/ Liquifaction

53. LIQUIFACTION/Liquifaksi
LIQUIFACTION (Liquifaksi) : adalah suatu peristiwa dimana
tanah mengalami penurunan kekuatan geser dan mengalir
dengan kondisi volume, tegangan geser dan tegangan
efektif tetap akibat peningkatan tekanan air pori saat gempa
Fenomena liquifaksi bisa berupa sand blows, flow
liquifaction/Liquifaksi aliran (yang dapat menyebabkan
lateral spreading dan landslides) atau cyclic mobility

54. Kerusakan akibat liquifaksi
Kegagalan pondasi dangkal
Kegagalan pondasi tiang akibat kehilangan tahanan lateral atau
akibat penambahan tekanan lateral
Pergeseran pondasi
Kegagalan sistem struktur penahan
Settlement secara luas
Lateral spreading
Landslides dan flow liquifaction (likuifaksi aliran)

55. Fenomena sand blows
[semburan pasir]

56. Fenomena Liquifaksi Aliran (Satelite image of Petobo)

57. Damage due to Liquifaction
- Petobo : 744 houses
- Balaroa : 1700 houses
- Jono Oge :

58. Massive Liquefaction
Petobo village and Perumnas Balaroa
Balaroa located at Palu-Koro Fault. After
liquefaction, some area settled 5 m, and
other area heave 2m
1.747 units of houses damage or gone
Petobo, hundreds of houses sink into
mud 3-5 m deep
744 units of houses damage or gone

59. Liquefaction Area

62. Scenes at Petobo

64. Scenes in Petobo (photo on Oct 1, 2018)

65. Scenes at Petobo

66. Petobo : many cars were drifted by liquefied mud

67. Liquifaction at Balaroa - Palu, Central Sulawesi Thirsday,
(foto on 11 Oktober 2018)

70. Liquefaction at Desa Lolu Kecamatan Sigi
(foto on oct 5, 2018)

71. Evakuasi akibat liquefaksi
Tantangan dan Kesulitan
- Massive liquefaction area luas
- Kesulitan akses alat berat
- Banyak korban tertimbun (3-5m)
- Posisi korban sulit diketahui
- Peralatan terbatas
- Debris

72. Evacuation of the liquefaction area

73. Evacuation of Liquefaction debris
Original elevation
Final elevation
4.5 m

74. Langkah langkah berdamai dengan gempa,
tsunami dan liquefaksi
1. Pastikan Lokasi Rumah atau Property anda dari lokasi sesar atau sumber gempa
2. Ketahuilah Kondisi Tanah di lokasi anda tinggal dan bekerja
3. Bila berada di area bukit  ketahuilah apakah berpotensi bergerak (lihat peta kerentanan
longsor)
4. Bila berada di area pantai, apakah ada proteksi terhadap tsunami
5. Evaluasi kondisi struktur dan arsitektur, check detailing apakah baik ? Untuk gedung adakah
dokumen perencanaan yang telah diperiksa otoritas ?
6. Kenali posisi anda terhadap utilitas yang membahayakan dan lokasi eksit terdekat
7. Pastikan apakah anda membutuhkan asuransi ?

75. Apakah Jakarta dapat mengalami Liquifaksi?

76. Mitigation for liquefaction
- Identify the potential of liquefaction (CPT or drilling with SPT)
- Select suitable foundation
- If buildings/infrastructure already exist  improve foundation & structures
- If area to be developed  improve by densification of the sandy soils
Recommendation for foundation in liquefiable area (SNI 840:2017)
- Use of shallow foundation not recommended (except after ground improvement)
- For deep foundation, friction in liquefaction layers shall be neglected
- Use of battered piles and prestressed concrete not recommended
- Use of steel pile recommended considering ductility of the foundation system
Additional Recommendation (by author)
Lateral capacity of deep foundation must be reduced to degradation of soils stiffness
Bearing Capacity must consider parameter of soil behavior under cyclic load

77. Contoh Mitigasi dengan Evakuasi Vertikal saat Tsunami

78. Conclusions Summary
1. The occurance of earthquakes, tsunamis and liquefactions have been
very severe in Indonesia, many lessons learned from these disasters
2. Civil engineers are among the most responsible teams for preparation
against the hazard and reduction of disasters
3. Disasters are global phenomena  International cooperations are
important and could be built up for future awareness
4. Many of the geotechnical aspects of the disasters are open for further
study, experience is the best teacher
5. High education is proposed to include in their curriculum on Natural
Disasters and Understanding of Risk Reduction

79. Thank you for your attention

80. Kajian Landaan Tsunami
Dataran rendah
Daerah Perbukitan
Wilayah
Sungai
Daerah khusus
Tsunami
Depth (m)
Daerah Dataran Rendah
Daerah Perbukitan
Wilayah Sungai
Daerah Bandara
Daerah Khusus

81. Tipikal Kondisi Tanah di sepanjang pantai

82. Kajian Landaan Tsunami
Wilayah
Sungai
Dataran
Rendah
Daerah Dataran Rendah
Daerah Perbukitan
Wilayah Sungai
Daerah Bandara
Daerah Khusus

83. Kajian Landaan Tsunami
Wilayah
Sungai
Dataran
Rendah
Daerah Dataran Rendah
Daerah Perbukitan
Wilayah Sungai
Daerah Bandara
Daerah Khusus
Wilayah dataran tinggi

84. Mitigasi terhadap Tsunami
1. Rute Tsunami  ditetapkan “blue line”
2. Evakuasi Vertikal  diperlukan bangunan2 tinggi yang
kokoh dan dapat menahan gelombang tsunami
Masalah :
Warning system ? Siapa memberi komando? Media?
Kepanikan ?
Jangka waktu gempa ke Tsunami hanya 15 menit 
waktu tempuh?
Bagaimana kalau gempa malam hari ?
Bagaimana untuk evakuasi nara-pidana ?
Bagaimana untuk evakuasi orang sakit ?

85. Mitigasi terhadap Tsunami
3. Seawalls
Keuntungan/advantages
Memberikan proteksi 24 jam/hari atau setidaknya pengurangan energi
Dapat digunakan untuk fasilitas infrastruktur (jalan, lokasi pipa dll)
Dapat menjadi icon kota Padang
Dapat dimanfaatkan untuk wisata pantai
Memberikan rasa “aman” bagi penduduk Kota Padang
Masalah :
Mengganggu pemandangan
Menyulitkan Akses ke pantai
Problem di mulut sungai/ muara
Investasi besar  masalah finansial (akan dibahas pada paparan berikut)

86. Evakuasi Vertikal
Membutuhkan bangunan
bangunan atau bukit yang
dapat berfungsi sebagai shelter
pada setiap jarak 500 m
Bangunan harus kokoh dan
mudah dijangkau  akses
mudah terlihat dan dapat cepat
Penduduk kota Padang harus mendapatkan sosialisasi secara terus menerus
latihan mencapai shelter dan bilamana terjadi tsunami tidak panik serta tahu
dimana posisi shelter terdekat
Contoh Bangunan untuk
Evakuasi Vertikal

87. Skema waktu evakuasi Vertikal di kota Padang
Gempa 
Memastikan terjadi
Tsunami (BMKG) 5 “
Alarm Peringatan Dini
Waktu response reaksi
Waktu mencapai
posisi Evakuasi Vertikal
10 menit
3 menit
5 menit

88. Diskusi Seawal : jenis2 seawall
Seawall vertikal Seawall Lengkung  membalikan energi

89. Diskusi Seawal : jenis2 seawall
Seawall Tanggul

90. Diskusi Seawal : jenis2 seawall
Seawall Struktur Giant Seawall di Jepang (12.5m high)

91. Belajar dari kegagalan di Jepang
Seawal terlalu rendah  overtoping
Namun energi berkurang banyak 
tingkat kerusakan lebih rendah
Miyako

92. Belajar dari keberhasilan di Jepang
Seawall memadai overtoping dicegah namun masih ada kerusakan
Seawall menahan debris tingkat kerusakan lebih rendah atau tidak ada

93. Diskusi Seawal : jenis2 seawall
Break water
Tidak ada masalah dengan
Pembebasan lahan
Kondisi air mungkin dalam
Menguntungkan untuk perairan
dalam tidak bergelombang dan
relatif kecil masalah erosi
Sulit “dijual” untuk pembiayaan

94. Diskusi Seawal dan Model
• Pertahanan pasif dan andal
• Proteksi 24 jam/hari
• Dapat merupakan icon
• Dampak positif resilience kota
• Bagian dari daya tarik dan
• Komersial + Turisme
• Biaya dipikul Banyak Investor
• Main road dan shopping center

95. Diskusi Awal Seawall dan Model
menyesuaikan master plan

96. Diskusi awal Seawall
memanfaatkan Konstruksi Jalan/Jembatan untuk Seawal atau
sebaliknya

97. Diskusi Awal Seawall
mengubah kenampakan seawal menjadi lebih nyaman dan untuk wisata
Memanfaatkan ruang dibawah seawall
Untuk rekreasi atau komersiil

98. Apakah mungkin seawall di Padang ?
Lokasi : apakah sepanjang pantai ? Berapa panjang ?
Lokasi : apakah di tepi pantai atau di laut ?
Apakah ada resistensi ? (pemilik hotel/resort di pantai ? Nelayan?
Apakah ada dampak terhadap biota ?
Bagaimana keselarasan dengan tata kota ?
Bagaimana dengan master plan didaerah pesisir ?
Bagaimana dengan resiko liquifaksi
Bagaimana pembiayaan nya ?
Bagaimana sisi hukum nya ?