S FIS 1204589 CHAPTER 3

(1)

20 MelaFaridlah, 2016

STUDI KARAKTERISTIK TANAH RESIDUAL VULKANIK BERDASARKAN SIFAT MAGNETIK DAN SIFAT KETEKNIKAN TANAH

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB III

METODE PENELITIAN

A. Lokasi dan waktu penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Desa Langensari Kecamatan Lembang

Kabupaten Bandung Barat sesuai dengan peta pada gambar 3.1.Waktu

pengambilan data dan penelitian dilakukan pada bulan April-Mei 2016.

Pengolahan data penelitian dan penyusunan Tugas Akhir dilakukan di

Departemen Pendidikan Fisika Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia, Laboratorium

Kemagnetan Institut Teknologi Bandung dan Laboratorium GeoMekanika

PusatPenelitian Geoteknologi LIPI. Pada Gambar 3.1 dan 3.2 berturut-turut

merupakan peta lokasi penelitian dan lokasi pengambilan sampel tanah pada

lereng longsor tepatnya di jalan Ciputri Desa Langensari Kecamatan

(2)

MelaFaridlah, 2016

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.1 Peta lokasi penelitian jalan Ciputri Desa Langensari

Kecamatan Lembang Kabupaten Bandung Barat

Gambar 3.2 Lokasi Pengambilan Contoh

B. Metode penelitian

Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen,

yang secara khusus menggunakan metode magnetik dan metode keteknikan.

Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap yaitu pengambilan sampel

tanah, pengukuran suseptibilitas magnetik menggunakan alat Bartingtong

MS2B, dan uji sampel tanah di Laboratorium .

1. Pengambilan Sampel Tanah

Definisi sampling adalah proses pengambilan atau pemilihan n buah

elemen dari populasi yang berukuran N (Lohr,1999). Dalam melakukan

sampling terdapat teori dasar yang disebut teori sampling. Teori sampling

mencoba mengembangkan metode pemilihan sampel , sehingga dengan biaya

sekecil mungkin dapat menghasilkan pendugaan parameter yang mendekati

parameter populasinya. Teori sampling bertujuan untuk membuat sampling

(3)

Teknik sampling (teknik penarikan sampel) merupakan upaya penelitian

untuk mendapatkan sampel yang representative atau mewakili, yang dapat

menggambarkan populasinya. Yang termasuk dalam teknik sampel antara

lain: sampling acak sederhana dan sampling acak berlapis.

Sampling acak sederhana adalah sampling acak, dimana setiap elemen

memiliki peluang yang sama untuk dipilih dari populasi. Sapling acak

sederhana dilakukan apabila:1. Elemen populasi yang bersangkutan

homogen; 2. Hanya diketahui identitas-identitas dari satuan sampel dalam

populasi, sedangkan keterangan lain mengenai tingkat keragaman dan

pembagian ke dalam golongan tidak diketahui. (Hasan, 2001).Sedangkan

sampling acak berlapis adalah bentuk sampling acak yang elemen

populasinya dibagi kedalam kelompok homogeny yang disebut

strata.Sampling acak berlapis dilakukan apabila: 1. Elemen-elemen

populasinya heterogen; 2. Ada kriteria yang digunakan sebagai dasar untuk

menstratifikasikan data ke dalam stratum-stratum; 3. Dapat diketahui dengan

tepat jumlah unit/satuan samplingnya dari setiap stratum dalam populasi.

(Hasan, 2001)

Sampel/conto yang diambil di lokasi area longsor di Jalan Ciputri, dengan

tinggi lereng 10 meter (lereng longsor) dan 5 meter (lereng stabil). Setiap

lapisan diambil conto untuk dianalisis suseptibilitas magnetik dan sifat

fisiknya dengan interval sampling 50 cm. dikarenakan pengambilan conto

dilakukan untuk dua kali pengujian sifat, sehingga pengambilan tidak

dilakukan terlalu detail dan juga dikarenakan lereng yang diambil sampelnya

tidak memungkinkan harusnya diambil sampel yang terlalu detail karena

lokasinya yang masih rawan terjadi gerakan tanah. Pengambilan contoh tanah

sangat berpengaruh terhadap hasil analisis di laboratorium. Metode atau cara

pengambilan contoh tanah yang tepat sesuai dengan jenis analisis yang akan

(4)

Gambar 3.3 merupakan peralatan yang dipakai untuk mengambil sampel

tanah, baik tanah terganggu maupun tanah tidak terganggu.

Gambar 3.3a Peralatan Pengambilan Sampel

Gambar 3.3b Ring Tempat sampel tanah tak terganggu

Pengambilan sampel tanah pada penelitian ini dibagi menjadi dua, yaitu

untuk pengujian keteknikan dan pengujian kemagnetan tanah.

(5)

Menurut Syarif (2000) Pengambilan contoh tanah dilakukan untuk

pengujian laboratorium mekanika tanah yaitu berupa Tanah tak terganggu

dan tanah terganggu.

i. Tanah tak terganggu

Contoh tanah tidak terganggu adalah suatu contoh yang masih

menunjukan sifat-sifat aslinya, artinya contoh-contoh ini tidak mengalami

perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimia. Contoh tanah tidak

terganggu dapat diambil memakai tabung contoh atau sebagai contoh dalam

bentuk bongkah-bongkah.

Gambar 3.4 Sampel tanah untuk uji keteknikan

Pengambilan tanah menggunakan ring sample dibantu dengan

menggunakan kayu dan palu, pengambilan sampel tersebut diusahakan tidak

mempengaruhi porositas tanah di dalam ring tersebut. Setelah setiap ring

terisi, yang dilakukan adalah membungkus tanah tersebut dengan

menggunakan plastik serta perekat pada setiap sisi yang tidak tertutup. Ini

dikarenakan agar kadar air yang ada pada tanah tidak berkurang. Sebelum

(6)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ii. Tanah terganggu

Contoh tanah terganggu diambil tanpa adanya usaha yang dilakukan

untuk melindungi struktur asli dari tanah tersebut, misalnya menggunakan

tangan secara langsung.Contoh tanah terganggu ini dapat dipakai untuk

pengujian seperti ukuran butir, batas-batas atterberg, pemadatan, berat jenis

dan sebagainya.

Pengambilan sampel tanah terganggu ini bisa diambil pada tanah dekat

pengambilan tanah terganggu agar karakteristiknya tidak jauh berbeda. Tanah

yang telah diambil menggunakan skop dimasukkan kedalam plastik klip

setelah sebelumnya plastik diberi label untuk setiap sampel.

b. Pengambilan sampel tanah untuk pengujian kemagnetan tanah

Sampel tanah yang diperlukan untuk uji kemagnetan yaitu berupa tanah

terganggu dan diusahakan tidak menggunakan alat berbahan logam.Sampel

tanah yang diambil dimasukkan kedalam plastik klip setalah sebelumnya

diberi label, setelah itu plastik dilipat rapat agar tidak ada udara yang masuk

ke dalam plastik lalu plastik direkat menggunakan solatip.

Setelah itu sampel tanah dimasukkan ke dalam holder berukuran diameter

2,4 cm dan tinggi 2,3 cm sampai terisi penuh. Dan jangan lupa setiap holder

diberi label untuk setiap sampel.

Gambar 3.5 Sampel tanah untuk uji kemagnetan

(7)

Sifat magnetik tanah diukur dengan peralatan Bartingtong menggunakan

sensor MS2B (Magnetic Susceptibility System sensor B). Proses pengukuran

suseptibilitas magnetik pada semua sampel dilakukan di Laboratorium

Kemagnetan ITB, dengan menggunakan alat suseptibilitymeter Bartington

MS2B dalam spesifik massa. Pengukuran suseptibilitas dilakukan pada satu

arah agar tidak mengubah arah medan magnetnya. Selanjutnya dilakukan

pengolahan data menggunakan excel.

Pada umumnya sampel tanah yang didapatkan memiliki kandungan kadar

air. Tanah yang diambil dari lokasi dimasukkan ke dalam plastik kemudian

ditutup rapat sehingga tidak terdapat udara yang masuk. Setelah itu tanah

dimasukkan ke dalam holder sampel yangberukuran diameter 2,4 cm dan

tinggi 2,3 cm. Pengukuran suseptibilitas magnetik biasanya menggunakan

(8)

470 Hz, nlai suseptibilitas yang didapat disebut dengan suseptibilitas

frekuensi rendah (�_��) dan 4.7 kHz, nilai suseptibilitas yang didapat disebut

dengan suseptibilitas frekuensi tinggi (�_��). Alat Bartington memiliki selang

pengukuran 1 × 10−6 ℎ�� 9999 × 10−6cgs

atau 1.26 × 10−5 ℎ�� 1.26 × 10−1 SI (Bijaksana, 2011).

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua frekuensi yaitu mass

specific low dan high frequency magnetic susceptibility (�_�� _��).

Pengukuran ini dimaksudkan untuk menghasilkan suseptibilitas magnetik

bergantung frekuensi, �_�� % . Pengukuran dimulai dengan menempatkan

holder sampel ke dalam alat bartington, untuk satu sampel pengukuran

dilakukan sebanyak 5 kali dan diusahakan penyimpanan sampel berada pada

posisi yang sama agar nilai yang didapatkan tidak jauh berbeda. Hal ini

dikarenakan pada alat memiliki sensor untuk mendeteksi arah magnet.

Perangkat lunak yang digunakan adalah software Mulitisus. Langkah pertama

yaitu membuka aplikasi Multisus, lalu kalibrasi aplikasi sesuai dengan

pengaturan pada alat dan lakukan pengukuran dengan terlebih dahulu

mengecek nilai first air dengan toleransi nilai ±1. Setelah itu sampel

diletakkan pada alat dan dilihat nilainya lalu angkat kembali sampel dan cek

nilai last air nya, setelah itu akan terlihat nilai dari suseptibilitas

magnetiknya. Dikarenakan pada metode ini dilakukan dengan menggunakan

mass specific low dan high frequency magnetic susceptibility, maka

diutamakan pengukuran dimulai dengan low frequency untuk semua sampel

dan jika telah selesai dilakukan pengukuran untuk high frequency nya.

Nilai �_�� berbasis massa menyatakan konsentrasi mineral magnetik yang

terdapat dalam contoh. Parameter ini dikontrol oleh mineral-mineral

ferrimagnetik seperti magnetit dan maghemit didalam

contoh.nilai�_�� % (FDS) merupakan indikator dari banyaknya kandungan

mineral superparamagnetik (SP).

(9)

Setelah dilakukan pengambilan sample dilapangan selanjutnya dilakukan

pengukuran di laboratorium untuk mengukur bobot isi, bobot jenis partikel,

porositas, kadar air, batas atterberg dan distribusi butir tanah.

a. Sampel tanah tak terganggu

Untuk sampel tanah tidak terganggu digunakan untuk mengukur densitas

tanah yang sekaligus memuat pengukuran bobot isi, bobot jenis partikel,

porositas dan kadar air.

i. Pengujian densitas tanah

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat isi, angka pori dan

derajat jenuh dari contoh tanah. Prinsipnya bahwa berat isi ditentukan dengan

cara memperbandingkan antara berat contoh tanah dengan volume tanah.

Bahan atau benda uji yang dipergunakan berbentuk silinder sesuai tabung

yang digunakan.

ii. Berat jenis tanah

Pengujian berat jenis tanah (specific gravity) bertujuan untuk menentukan

berat jenis tanah dengan menggunakan alat piknometer. Prinsipnya bahwa

berat jenis tanah (specific gravity) ditentukan dengan cara

memperbandingkan antara berat butir tanah tersebut dengan berat air suling

(aquades) yang mempunyai isi yang sama pada suhu standar.

b. Sampel tanah teraganggu

Sampel tanah terganggu yang didapatkan digunakan untuk pengujian batas

atterberg dan analisis distribusi butiran.

(10)

Pengujian batas atterberg dilakukan untuk menentukan klasifikasi tanah.

Pengujian batas atterberg meliputi 3 pengujian yaitu : batas cair, batas palstis

dan batas susut.

1) Pengujian Batas Cair

Pengujian batas cair tanah bertujuan untuk menentukan kadar air tanah

dalam keadaan batas air. Prinsipnya adalah contoh tanah dicampur air

sehingga menjadi suatu pasta “diuji dalam casagrande apparatus” kemudian dipotong “standard groove” dan dijatuhkan dengan tinggi 1 cm, maka tanah

dikatakan dalam keadaan batas cair apabila 25 kali jatuh telah berimpit

sepanjang 12,70 mm. Bahan yang dipergunakan untuk uji batas cair terdiri

dari benda uji dan air suling.

Hasil-hasil yang diperoleh berupa jumlah pukulan dan kadar air yang

bersangkutan kemudian digambarkan dalam bentuk grafik. Jumlah pukulan

sebagai sumbu mendatar dengan skala logaritma, sedang besarnya kadar air

sebagai sumbu tegak dengan skala biasa. Buatlah garis lurus melalui titik-titik

itu. Jika ternyata tidak terletak pada garis lurus, maka buatlah garis lurus

melalui titik berat dari titik-titik tersebut. Tentukan besarnya kadar air pada

jumlah pukulan 25 dan kadar air inilah yang merupakan batas cair (liquid

limit) dari benda uji tersebut.

2) Pengujian Batas Plastis

Pengujian batas plastis tanah bertujuan untuk menentukan kadar air suatu

tanah pada keadaan batas plastis. Batas plastis ialah kadar air minuman

dimana suatu tanah masih dalam keadaan plastis. Bahan yang digunakan

berupa benda uji (tanah) dan air suling.

3) Pengujian Batas susut

Pengujian batas susut dilakukan untuk menentukan kadar air suatu tanah

pada keadaan batas susut. Batas susut ialah kadar air dimana suatu tanah

masih dalam keadaan susut. Bahan yang digunakan berupa benda uji (tanah)

(11)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ii. Analisa Ukuran Butir Tanah Metode Ayakan

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan pembagian ukuran butir

(gradasi) dari tanah yang lewat saringan no.4.Benda uji yang digunakan

berupa contoh tanah terganggu maupun contoh tanah tak terganggu.

iii. Analisa Ukuran Butir Tanah Metode Hidrometer

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan pembagian ukuran

butir (gradasi) dari tanah yang diayak basah dengan tanah lewat

saringan No. 200.

C. Pengolahan Data

Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan menggunakan aplikasi

Microsoft Excel 2010.

1. Data Magnetik

Data magnetikyang diperoleh dari hasil pengukuran nilai suseptibilitas

sebanyak 5 kali untuk setiap sampel yang akan diperoleh nilai rata-rata

suseptibilitas magnetik untuk setiap sampel. Dikarenakan pengukuran

dilakukan dengan menggunakan dua frekuensi yang berbeda, yaitu 470

Hz dan 4,7 kHz , maka selisih pengukuran antara dua frekuensi tersebut

untuk setiap sampel diperoleh nilai suseptibilitas bergantung frekuensi

(�_�� % ).Setelah itu dibuat plot grafik nilai suseptibilitas terhadap

ketinggian , nilai suseptibilitas bergantung frekuensi terhadap ketinggian

dan nilai suseptibilitas magnetik terhadap nilai suseptibilitas bergantung

frekuensi.

2. Data Keteknikan

Data keteknikan diperoleh dari uji bobot isi tanah, uji berat jenis tanah,

uji batas konsistensi tanah (batas Atterberg) dan Uji Analisis Saringan

tanah.Untuk uji bobot isi yang menghasilkan parameter berat isi tanah

(12)

tanah masing-masing diperoleh melalui perhitungan pada Microsoft

Excel terlebih dahulu setelah itu masing-masing parameter tersebut

diplot terhadap ketinggian. Untuk uji batas atterberg nilai dari batas cair

dengan batas plastis dibuat plot antara batas cair terhadap indeks

plastisitas. Dan untuk uji analisis saringan tanah, nilai diameter ukuran

tanah diplot terhadap jumlah fraksi tanah yang lolos saringan.

D. Teknik Analisis Data

Dalam penelitian ini Analisis data dilakukan dengan teknik analisis

deskriptif dari pola grafik yang telah diolah melalui pengolahan data,

setelah itu dilakukan pembahasan menggunakan analisis korelasi antara

parameter magnetik dan parameter fisik (keteknikan) tanah.

E. Alur penelitian dan Pengolahan Data

Berikut ini adalah tahapan kegiatan yang dilakukan, diagram alur kegiatannya adalah sebagai berikut: (Uji bobot isi , hydrometer dan

batas atterberg)

Plotting Grafik

Sifat Fisik dan keteknikan

(13)