III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Sampel Tanah
Sampel tanah yang akan diuji adalah tanah yang diambil dari Desa Rawa Sragi, Kabupaten Lampung Timur
B. Metode Pengambilan Sampel
Pada saat pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan pipa dengan ukuran tinggi 30 cm dan berdiameter 25,4 cm sebanyak dua buah. Dimana tanah yang diambil setinggi 15 cm. Sedangkan untuk pengujian fisik diambil tanah menggunakan satu buah tabung sampel.
C. Pelaksanaan Pengujian
Pelaksanaan pengujian dilakukan dalam 2 tahap. Pertama adalah pengujian sifat-fisik dan konsolidasi tanah organik. Kedua adalah pengujian lama waktu pengeringan pada tanah organik akibat pengaruh metode sand drain.kedua tahap pengujian tersebut dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
20
1. Pengujian Sifat Fisik Tanah
Pengujian sifat fisik tanah dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik, Universitas Lampung. Pengujian-pengujian yang dilakukan antara lain:
a. Kadar Air (Moisture Content)
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah, yaitu perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat butir kering tanah tersebut yang dinyatakan dalam persen.
Bahan - bahan:
1) Sampel tanah yang akan diuji sebanyak 2 sampel.
2) Air secukupnya.
Peralatan yang digunakan:
1.
Container sebanyak 3 buah
2.
Oven
3.
Neraca dengan ketelitian 0,01 gram
4. Desicator
Perhitungan:
Berat air (Ww)
= Wcs – Wds
21
Berat tanah kering (Ws)
Kadar air (ω)
=
= Wds – Wc Ww x100 % Ws
Dimana:
Wc = Berat cawan yang akan digunakan Wcs = Berat benda uji + cawan Wds = Berat cawan yang berisi tanah yang sudah di oven. Perbedaan kadar air diantara sampel tersebut maksimum sebesar 5% dengan nilai rata-rata.
b. Berat Volume (Moist Unit Weight)
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat volume tanah basah dalam keadaan asli (undisturbed sample), yaitu perbadingan antara berat tanah dengan volume tanah.
Bahan-bahan: Sampel tanah
Peralatan:
1) Ring contoh. 2) Pisau. 3) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram.
Perhitungan: 1) Berat ring (Wc).
22
2) Volume ring bagian dalam (V). 3) Berat ring dan tanah (Wcs). 4) Berat tanah (W) = Wcs – Wc. 5) Berat Volume (γ).
W (gr/cm3 atau t/m3) V
c. Berat Jenis (Specific Gravity)
Percobaan ini dilakukan untuk menentukan kepadatan massa butiran atau partikel tanah yaitu perbandingan antara berat butiran tanah dan berat air suling dengan volume yang sama pada suhu tertentu.
Bahan-bahan :
1) Sampel tanah sebanyak 2 sampel. 2) Air Suling.
Peralatan :
1) Labu Ukur 100 ml / picnometer. 2) Thermometer dengan ketelitian 0,01 ˚ C. 3) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 4) Boiler (tungku pemanas) atau Hot plate.
Perhitungan :
Gs
W2 W1 (W4 W1 ) (W3 W2 )
Dimana :
Gs = Berat jenis
23
W1 = Berat picnometer (gram) W2 = Berat picnometer dan tanah kering (gram). W3 = Berat picnometer, tanah dan air (gram) W4 = Berat picnometer dan air bersih (gram)
d. Batas Cair (Liquid Limit)
Tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair.
Bahan-bahan :
1) Sampel tanah yang telah dikeringkan di udara atau oven. 2) Air bersih atau air suling sebanyak 300 cc.
Peralatan :
1) Alat batas cair (mangkuk cassagrande). 2) Alat pembuat alur (grooving tool) ASTM untuk tanah yang lebih plastis. 3) Spatula. 4) Gelas ukur 100 cc. 5) Container 4 buah. 6) Plat kaca. 7) Porselin dish (mangkuk porselin) 8) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 9) Oven.
24
Perhitungan : Menghitung kadar air (w) masing-masing sampel sesuai dengan jumlah ketukan Membuat hubungan antara kadar air dan jumlah ketukan pada grafik semi logaritma, yaitu sumbu x sebagai jumlah pukulan dan sumbu y sebagai kadar air.
Menarik garis lurus dari keempat titik yang tergambar.
Menentukan nilai batas cair pada ketukan ke-25 atau x = log 25.
e. Batas Plastis (Plastic Limit)
Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat.
Bahan-bahan :
1) Sampel tanah sebanyak 100 gram yang telah dikeringkan. 2) Air bersih atau suling sebanyak 50 cc.
Peralatan :
1) Plat kaca. 2) Spatula. 3) Gelas ukur 100 cc. 4) Container 3 buah.
25
5) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 6) Oven.
Perhitungan :
1) Nilai batas plastik (PL) adalah kadar air rata-rata dari ketiga benda uji. 2) Plastik Indek (PI) adalah harga rata-rata dari ketiga sampel tanah yang diuji, dengan rumus: PI = LL – PL
f. Analisis Saringan (Sieve Analysis)
Tujuan pengujian analisis saringan adalah untuk mengetahui persentasi butiran tanah dan susunan butiran tanah (gradasi) dari suatu jenis tanah yang tertahan di atas saringan No. 200 (Ø 0,075 mm).
Bahan-bahan :
1) Tanah asli yang telah dikeringkan dengan oven sebanyak 500 gram. 2) Air bersih atau air suling 1500 cc.
Peralatan :
1) Saringan (sieve) 1 set. 2) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 3) Mesin pengetar (sieve shaker).
26
4) Kuas halus. 5) Oven. 6) Pan.
Perhitungan :
1) Berat masing-masing saringan (Wci). 2) Berat masing-masing saringan beserta sampel tanah yang tertahan di atas saringan (Wbi). 3) Berat tanah yang tertahan (Wai) = Wbi – Wci. 4) Jumlah seluruh berat tanah yang tertahan di atas saringan ( Wai Wtot.). 5) Persentase berat tanah yang tertahan di atas masing-masing saringan (Pi) Wbi Wci x100 % Pi W total
6) Persentase berat tanah yang lolos masing-masing saringan (q): qi 100 % pi%
q1 1 qi pi 1 Dimana : i = l (saringan yang dipakai dari saringan dengan diameter maksimum sampai saringan nomor 200).
27
g.
Pengujian Kadar Serat
Tujuan pengujian kadar serat adalah untuk mendapatkan kandungan serat yang ada dalam sampel tanah pada tiap titik tinjauan.
h.
Pengujian Kadar Abu
Pengujian kadar abu bertujuan untuk mengetahui berapa besar kadar abu (ash content) yang terkandung di dalam tanah tersebut.
i.
Pengujian Konsolidasi
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui sifat-sifat pemampatan (perubahan volume) suatu jenis tanah pada saat menerima beban tertentu.
Bahan-bahan:
1) Sampel tanah asli (undisturbed sample) yang diambil melalui tabung contoh atau sumur percobaan. 2) Air bersih secukupnya.
Peralatan yang digunakan:
1) Frame alat konsolidasi dan Consolidometer. 2) Cincin (cetakan) benda uji. 3) Extruder. 4) Batu pori dan bola baja.
28
5) Piringan (plat penekan). 6) Stopwatch. 7) Dial deformasi. 8) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 9) Pisau pemotong dan Oven.
Perhitungan:
1) Koefisien konsolidasi (Cv): Cv =
0,84 xHdr 2 t90
Di mana :
Hdr : Tinggi contoh rata-rata. t 90 : Waktu yang diperlukan untuk konsolidasi 90%.
2) Koefisien pemampatan (Cc):
Cc =
e0 e1 log P1 log P0
Di mana:
e0
: Angka pori sebelum pengujian.
e1
: Angka pori sesudah pengujian.
log P0 : Tekanan prakonsolidasi. log P1 : Tekanan vertical efektif pada saat pengujian.
29
2. Pengujian Lama Waktu Pengeringan Pada Tanah Organik
Pengujian ini bertujuan untuk memberikan informasi lamanya waktu pengeringan pada tanah organik dengan atau tanpa pengaruh metode drainase menggunakan bahan pasir.
a. Uji Lama Waktu Pengaliran Air Pada Tanah Organik Dengan Metode Sand Drain Dengan Pebebanan Preloading Pola Segitiga dan Segiempat
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui lamanya waktu pengaliran air pada sampel tanah akibat metode sand drain.
Bahan-bahan:
1) Sampel tanah organic (Undisturbed sample). 2) Kertas Saring.
Peralatan: 1) Pipa PVC 25 cm tinggi 30 cm. 2) Bor. 3) Pipa dengan diameter lubang 1,9 cm.
30
Langkah-langkah pengujian:
1) Menyiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan, yaitu dua buah pipa PVC yang telah berisi pasir setebal 5 cm yang telah dilapisi kertas saring bagian atasnya dan tanah setebal 15 cm yang juga diberi kertas saring dipermukannya juga dan lubangi pada kedua sisi untuk membantu mempercepat pengurangan air pori. Kertas saring sebanyak dua lembar untuk satu benda uji dengan ukuran sesuai luas permukaan pipa PVC. Adapun tujuan menggunakan kertas saring adalah untuk mencegah butir-butir pasir masuk ke dalam tanah tersebut, tetapi air masih dapat melaluinya.
2) Melubangi benda uji dengan pola segitiga dan segiempat dengan pipa yang berdiameter 1,9 cm. Lalu memasukkan pasir halus ke dalam lubang, hingga lubang terisi penuh.
3) Memasukkan pasir setebal 5 cm untuk lapisan paling atas.
4) Memberikan beban yang terbuat dari beton di atas benda uji dengan berat rencana pertama 10 kg, kedua 20 kg, dan ketiga 40 kg.
5) Mengukur besarnya penurunan akibat penambahan beban pada setiap pola.
6) Mencatat volume air yang keluar akibat pembebanan dan waktunya.
31
Beban Pipa PVC 25 cm
5 cm
15 cm Tanah sampel
Lubang drainasi 5 cm
Pasir
Gambar 1. Pemodelan dengan pipa PVC 25 cm
D S
drain
S
S S D S
S
S S
S
(a). Pola Segiempat
(b). Pola Segitiga
Gambar 2. Pola lubang drainase vertikal. (a) Pola segitiga (b) Pola segiempat
32
5 cm 5 cm
5 cm 5 cm
5
5 cm
(a). Kombinasi Lubang Sand Drain Pola Segitiga
(b). Kombinasi Lubang Sand Drain Pola Segiempat
Gambar 3. Desain Pola lubang drainase vertikal.
Pada pengujian pengaruh smear zone sangat kecil, sehingga diabaikan. Diameter lubang Sand Drain direncanakan sebesar 1,9 cm (d) dan S sebesar 5 cm, sehingga nilai R untuk masing-masing pola adalah sebagai berikut :
a. Pola segiempat
= R = 0.584 S R = 0.584 x 5 = 2.92
b. Pola segitiga
= R = 0.525 S R = 0.525 x 5 = 2..625
Dan pembebanan dilaksanakan tiga tahap dengan tahap pertama 10 kg, kedua 20 kg, dan ketiga 40 kg.
33
D. Analisis Data
Hasil data yang didapatkan dari percobaan diolah, dan kemudian hasil dari perhitungan tersebut ditabelkan dan dibuat grafik.
Penurunan konsolidasi tanah lempung dengan sumur pasir yang diberikan beban dapat dihitung dengan rumus :
St
=
U x Sc
U
=
1- {(1-Uv)(1-Ur)}
Dengan :
U = derajat konsolidasi rata-rata. Sc = penurunan batas lapisan lempung yang disebabkan oleh konsolidasi primer.
1. Untuk aliran vertikal
UV
Tv =
4TV
C v .t 1 Hdr 2
2
Dimana :
Cv
= Koefisien konsolidasi pada arah vertikal.
34
t
= lama pengamatan.
H dr = panjang aliran rata-rata yang harus ditempuh oleh air pori selama proses konsolidasi.
2. Untuk aliran radial U r 1 e 8Tr / F ( n )
Tr
Ch t 4R 2
F(n) = ln (D/d) – 0.75
Dimana :
Ch = koefisien konsolidasi pada arah radial. t
= lama pengamatan.
D = diameter ekivalen. R = jari – jari ekivalen. d
= diameter lubang .
35
Mulai
Pengambilan Sampel Tanah
Pengujian Sifat Fisik a. b. c. d.
Kadar Air Berat Jenis Berat Volume Analisis saringan
e. Batas Plastis f. Batas Cair g. Analisis hidrometer
Klasifikasi Tanah
Pengujian pengaliran air tanah dengan drain.
Pengujian penurunan tanah dengan drainase pasir.
Analisa Hasil
Kesimpulan dan saran
Selesai
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian
36
Mulai
Penyiapan ALAT DAN BAHAN
2 (dua) Buah Sampel UKUR dan POTONG
Sampel 1 MASUKKAN DALAM KONTAINER
Sampel 2 MASUKKAN DALAM KONTAINER
Sampel 1 & 2 BERI PASIR
Sampel 1 LUBANGI DENGAN POLA SEGIEMPAT
Sampel 2 LUBANGI DENGAN POLA SEGITIGA
Sampel 1 dan 2 PASANG ALAT UKUR (DIAL)
Sampel 1 dan 2 BERI BEBAN ULANGI Sampel 1 dan 2 HITUNG BEBAN dan WAKTU PENURUNAN
FINISH Gambar 5. Diagram Pengujian Penurunan Tanah
