Bangunan Tahan Tsunami di Pesisir: Bagaimana Desain Konstruksi Menghadapi Gelombang Tsunami?

Wilayah pesisir menawarkan banyak peluang untuk kehidupan dan pembangunan. Kawasan pantai menjadi lokasi permukiman, kawasan wisata, pelabuhan, fasilitas industri, hingga pusat ekonomi masyarakat. Namun, di balik potensi tersebut terdapat risiko bencana yang perlu diperhitungkan, salah satunya adalah tsunami.

Bagi dunia konstruksi, tsunami bukan sekadar gelombang air yang datang ke daratan. Ketika mencapai wilayah pesisir, tsunami dapat menghasilkan kombinasi gaya hidrodinamik, tekanan hidrostatik, gaya apung, hantaman material yang terbawa arus, hingga erosi dan scour di sekitar fondasi. Karena itu, membangun bangunan tahan tsunami di pesisir membutuhkan pendekatan yang berbeda dibandingkan sekadar membangun bangunan yang kuat terhadap beban normal.

BNPB sendiri telah menerbitkan pedoman perancangan struktur Tempat Evakuasi Sementara (TES) Tsunami, yang menekankan bahwa bangunan TES perlu dirancang terhadap beban tsunami sekaligus memenuhi persyaratan ketahanan gempa karena wilayah yang berpotensi terdampak tsunami umumnya juga memiliki ancaman gempa.

Jadi, seperti apa sebenarnya desain bangunan tahan tsunami?

Bangunan Tahan Tsunami Bukan Berarti Bangunan yang Tidak Bisa Rusak

Istilah “bangunan tahan tsunami” sering menimbulkan kesalahpahaman. Tidak berarti bangunan tersebut dijamin tidak mengalami kerusakan ketika tsunami terjadi.

Dalam rekayasa struktur, tujuan yang lebih realistis adalah mengurangi kemungkinan keruntuhan total, mempertahankan jalur evakuasi, melindungi penghuni, serta meningkatkan kemampuan bangunan untuk tetap berfungsi atau dipulihkan setelah bencana.

FEMA P-646, salah satu pedoman penting untuk desain struktur evakuasi vertikal tsunami, menekankan perlunya mempertimbangkan karakteristik bahaya secara spesifik terhadap lokasi, termasuk kedalaman dan kecepatan aliran tsunami, kemudian menentukan beban tsunami dan kriteria desain struktur yang sesuai.

Artinya, tidak ada satu desain yang dapat diterapkan secara sama di seluruh wilayah pesisir. Bangunan di pantai dengan potensi inundasi yang berbeda tentu membutuhkan pendekatan desain yang berbeda pula.

Masalah Pertama: Air Tsunami Tidak Hanya Menekan Bangunan

Salah satu kesalahan dalam memahami tsunami adalah menganggap gaya yang bekerja pada bangunan hanya berupa tekanan air.

Padahal, aliran tsunami dapat menghasilkan gaya yang jauh lebih kompleks. Air yang bergerak cepat dapat memberikan hydrodynamic force, sementara air yang terjebak pada bagian bangunan dapat menghasilkan tekanan hidrostatik. Bangunan juga dapat mengalami gaya apung atau buoyancy, terutama ketika sebagian besar volume bangunan terendam.

Selain itu, tsunami dapat membawa kendaraan, kayu, puing bangunan, batu, dan berbagai benda lain yang kemudian menghantam struktur.

Karena itu, struktur bangunan tahan tsunami harus diperhitungkan terhadap kombinasi berbagai gaya, bukan hanya beban air statis.

Lantai Dasar Justru Bisa Dibuat Lebih “Terbuka”

Salah satu konsep menarik dalam desain bangunan tahan tsunami adalah mengurangi hambatan terhadap aliran air pada lantai bawah.

Bangunan dengan dinding masif yang menutup seluruh lantai dasar dapat menerima gaya hidrodinamik yang besar ketika air tsunami menghantam permukaan tersebut. Sebaliknya, struktur yang memungkinkan air melewati area tertentu dapat mengurangi sebagian tekanan dan hambatan terhadap aliran.

FEMA mencantumkan penggunaan open structures dan breakaway walls sebagai salah satu strategi untuk mengurangi gaya hidrodinamik, gaya apung, dan gaya impulsif akibat tsunami. Dinding breakaway dirancang agar dapat mengalami kegagalan pada tingkat gaya tertentu tanpa menyebabkan keruntuhan sistem struktur utama.

Konsep ini menunjukkan bahwa dalam kondisi bencana, dinding yang sengaja dirancang untuk dapat terlepas bukan berarti kegagalan desain. Justru, jika dirancang dengan benar, komponen tersebut dapat membantu melindungi struktur utama.

Fondasi Menjadi Salah Satu Kunci Utama

Bangunan dapat memiliki kolom dan balok yang kuat, tetapi tetap berisiko apabila fondasinya tidak mampu menghadapi kondisi setelah tsunami.

Arus tsunami dapat menyebabkan scour, yaitu pengikisan tanah di sekitar fondasi. Ketika tanah di sekitar fondasi terkikis, panjang bagian fondasi yang tidak tertopang dapat meningkat dan kapasitas sistem fondasi dapat berubah.

FEMA menjelaskan bahwa desain fondasi di area yang berpotensi terdampak tsunami perlu mempertimbangkan scour, pelunakan akibat tekanan pori, serta kemungkinan likuefaksi yang dapat terjadi akibat gempa sebelum tsunami. Dalam kondisi tertentu, fondasi dalam seperti pile foundation dapat digunakan, dengan perhitungan tambahan terhadap gaya lateral, downdrag, dan perubahan panjang bagian tiang yang tidak tertopang akibat erosi.

Inilah mengapa konstruksi bangunan tahan tsunami tidak dapat hanya berfokus pada struktur atas. Kondisi tanah dan sistem fondasi harus menjadi bagian dari analisis sejak awal.

Bangunan di Pesisir Juga Harus Memikirkan Gempa

Ada alasan lain mengapa desain bangunan di wilayah rawan tsunami tidak boleh hanya memperhitungkan air.

Banyak tsunami besar terjadi setelah gempa bawah laut. Artinya, bangunan di kawasan pesisir berpotensi menghadapi dua ancaman berurutan, yaitu gempa kemudian tsunami.

BNPB dalam pedoman perancangan bangunan TES tsunami secara eksplisit menyebutkan bahwa bangunan evakuasi perlu memenuhi persyaratan tahan gempa sekaligus dirancang terhadap beban tsunami.

Ini membuat desain struktur bangunan tahan gempa dan tsunami menjadi satu kesatuan penting, terutama di kawasan pesisir yang berada dekat dengan sumber gempa.

Beton Bertulang Belum Tentu Otomatis Tahan Tsunami

Beton bertulang sering dianggap sebagai pilihan material yang kuat untuk bangunan di daerah rawan bencana. Namun, material yang kuat tidak otomatis menghasilkan bangunan yang tahan tsunami.

Sebuah penelitian mengenai kerentanan bangunan beton bertulang di Indonesia terhadap gaya inundasi tsunami menunjukkan bahwa bangunan beton bertulang tiga lantai tanpa bukaan pada seluruh lantainya memiliki probabilitas keruntuhan yang tinggi pada skenario beban tsunami yang dianalisis. Penelitian yang sama menemukan bahwa adanya bukaan pada lantai pertama dapat mengurangi kerentanan bangunan.

Temuan ini memperlihatkan bahwa konfigurasi struktur sama pentingnya dengan material.

Beton bertulang, baja, maupun material lainnya tetap membutuhkan sistem struktur, sambungan, fondasi, dan konfigurasi yang sesuai dengan karakteristik bahaya.

Bagaimana dengan Bangunan Bertingkat?

Bangunan bertingkat dapat menjadi salah satu opsi untuk evakuasi vertikal tsunami, terutama ketika masyarakat tidak memiliki cukup waktu atau akses untuk mencapai tempat yang lebih tinggi secara horizontal.

Konsep ini memungkinkan masyarakat bergerak ke lantai atau elevasi yang lebih tinggi daripada harus meninggalkan kawasan pesisir.

Namun, bangunan evakuasi vertikal bukan sekadar bangunan tinggi. Struktur tersebut perlu dirancang untuk menghadapi beban gempa dan tsunami, menyediakan akses evakuasi yang memadai, memiliki kapasitas penghuni yang diperhitungkan, serta tetap mempertimbangkan kondisi operasional setelah bencana.

FEMA P-646 secara khusus membahas perencanaan evakuasi vertikal, penentuan beban gempa dan tsunami, kriteria desain struktur, serta kemungkinan penggunaan struktur eksisting sebagai bangunan evakuasi vertikal.

BNPB juga memiliki pedoman khusus mengenai bangunan dan bukit Tempat Evakuasi Sementara (TES) Tsunami, termasuk konsep bahwa tempat evakuasi dapat berupa bangunan maupun bukit alami atau buatan.

Jangan Lupakan Material dan Puing yang Terbawa Air

Ketika tsunami memasuki kawasan permukiman, air tidak bergerak sendirian.

Arus dapat membawa kendaraan, potongan kayu, bagian bangunan, kontainer, dan berbagai material lainnya. Benda-benda tersebut dapat menghantam kolom, dinding, atau bagian lain dari bangunan.

Karena itu, lokasi dan orientasi bangunan perlu dipertimbangkan. Komponen struktur yang berada di bagian luar atau sudut bangunan dapat menjadi area yang lebih rentan terhadap hantaman puing.

Pedoman FEMA bahkan mempertimbangkan skenario hilangnya kolom akibat hantaman puing dalam evaluasi tertentu, dengan tujuan memastikan bagian struktur lainnya masih memiliki kemampuan untuk meneruskan beban gravitasi.

Pendekatan ini dikenal dengan konsep redundancy, yaitu memastikan kegagalan lokal tidak langsung menyebabkan keruntuhan progresif seluruh bangunan.

Bagaimana dengan Bangunan yang Sudah Ada?

Tidak semua kawasan pesisir dapat dibangun ulang dari awal. Banyak bangunan telah berdiri selama bertahun-tahun dan tetap digunakan masyarakat.

Dalam kondisi seperti ini, pendekatan assessment dan retrofitting menjadi penting. Bangunan dapat diperiksa untuk mengetahui kapasitas struktur, kondisi fondasi, konfigurasi lantai dasar, kondisi material, jalur evakuasi, serta potensi kerentanan terhadap gaya tsunami.

FEMA P-646 juga memberikan panduan mengenai penggunaan struktur eksisting untuk kebutuhan evakuasi vertikal.

Artinya, ketahanan tsunami tidak selalu harus dimulai dari pembangunan gedung baru. Bangunan yang sudah ada juga dapat dinilai dan, jika memungkinkan, diperkuat berdasarkan kebutuhan teknisnya.

Lokasi Tetap Menjadi Faktor Paling Penting

Sebelum berbicara tentang beton, baja, kolom, atau fondasi, ada satu pertanyaan yang seharusnya muncul terlebih dahulu:

Seberapa besar risiko tsunami di lokasi tersebut?

BNPB melalui Coastal Resilience Toolkit menggunakan pendekatan yang mempertimbangkan hazard, vulnerability, capacity, dan risk dalam menilai risiko kawasan pesisir. Bahaya yang dipertimbangkan mencakup tsunami, gelombang ekstrem, dan abrasi.

Karena itu, perencanaan bangunan di daerah rawan tsunami sebaiknya dimulai dengan memahami kondisi tapak, potensi inundasi, karakteristik tanah, elevasi, akses evakuasi, serta fungsi bangunan.

Desain struktur kemudian dapat disesuaikan dengan tingkat risiko yang ditemukan.

Bangunan Tahan Tsunami Adalah Bagian dari Coastal Resilience

Pada akhirnya, bangunan tahan tsunami bukan hanya persoalan membuat struktur sekuat mungkin.

Bangunan yang lebih tangguh terhadap tsunami merupakan hasil dari kombinasi antara pemilihan lokasi, analisis bahaya, desain struktur, sistem fondasi, konfigurasi bangunan, pengendalian bukaan, perencanaan evakuasi, hingga strategi pemeliharaan.

BNPB mendefinisikan coastal resilience sebagai kemampuan masyarakat dan kawasan pesisir untuk menghadapi serta pulih dari berbagai ancaman, termasuk tsunami dan gelombang badai. Pendekatan tersebut membutuhkan pemahaman terhadap karakteristik alam, kondisi masyarakat, serta tren dan risiko yang dapat memengaruhi perencanaan pembangunan.

Dengan demikian, tujuan akhir konstruksi tahan tsunami di wilayah pesisir bukan sekadar membuat bangunan tetap berdiri.

Tujuannya adalah menciptakan lingkungan binaan yang mampu mengurangi risiko, melindungi manusia, menyediakan ruang evakuasi, dan mempercepat pemulihan setelah bencana.

Karena dalam konstruksi, ketahanan bukan hanya tentang seberapa kuat sebuah bangunan berdiri. Ketahanan juga tentang seberapa baik bangunan tersebut dipersiapkan menghadapi kondisi yang tidak terduga.

RAKTA – Your Construction Partner