Supriyadi 1, Priyantari, N 1, Sulistyani, D.P 2, Mayasari, W.A 2

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI JENIS TANAH PADA LAHAN PEMUKIMAN BERDASARKAN INTEGRASI PENGUKURAN GEOLISTRIK 3D DAN UJI INDEKS PROPERTIES TANAH DI PERUMAHAN ISTANA TIDAR REGENCY-JEMBER Supriyadi 1, Priyantari, N 1, Sulistyani, D.P 2, Mayasari, W.A 2 Abstract. Geoelectrical 3D resitivity easureent and soil s index properties test has been conducted to deterine soil type on settleent area Istana Tidar Regency, Jeber. Resistivity easureent and soil sapling conducted at unoccupied area that have latitude ( , ,9 ) S and longitude ( , ,1 ) E. Resistivity iage of subsurface structure show that this settleent area was doinated by silty clay and sandysilt.to obtain ore detailed inforation about the type of soil and its physical echanical properties, laboratory test done using soil s index properties test. The result of soil s index properties test show that this settleent area was doinated by silty clay have fine sand gradation and oderate plasticity. Keywords : soil type, settleent area, geoelectrical resistivity, soil index propertise test PENDAHULUAN Tanah erupakan hipunan ineral, bahan organik, dan endapanendapan yang relatif lepas ( loose), yang terletak di atas batuan dasar (bedrock). Dala perencanaan kontruksi bangunan, tanah berfungsi sebagai pendukung fondasi dari bangunan (Hardiyato, 2002). Fondasi akan eneruskan beban akibat berat struktur bangunan secara langsung ke tanah yang terletak di bawahnya. Oleh karena itu, dala perencanaan kontruksi bangunan diperlukan kondisi tanah stabil yang dapat diketahui elalui jenis tanahnya beserta sifat fisik-ekanis tanah. Salah satu etode yang dapat dipergunakan untuk eetakan struktur bawah perukaan adalah etode geolistrik resistivitas. Keadaan bui secara lengkap dapat digabarkan dala ruang 3D. Distribusi resitivitas struktur bawah perukaan dapat digabarkan secara lateral dan vertikal dala bentuk 3D elalui etode geolistrik resitivitas 3D. Salah satu konfigurasi elektroda survei etode geolistrik resistivitas 3D adalah konfigurasi pole-pole (Gabar 1). 1 Staff Pengajar di Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jeber 2 Mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jeber 11

2 12 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (11 20) Dala pelaksanaan di lapangan, konfigurasi pole-pole eanfaatkan 2 elektroda yaitu elektroda arus (C 1) dan elektroda potensial (P 1). Sedangkan dua elektroda lainnya, C2 dan P2 diletakkan pada jarak yang jauh. Faktor geoetri untuk etode ini adalah 2 (Loke, 1999). Resitivitas seu hasil pengukuran geolistrik resitivitas 3D keudian diinversi untuk endapatkan resistivitas yang sebenarnya untuk setiap lapisan. Sedangkan jenis tanah dapat ditentukan berdasarkan kesesuaian citra resistivitas terhadap nilai resistivitas setiap jenis tanah pada Tabel 1 (Roy E.Hunt, 1984). Gabar 1. Konfigurasi pole-pole (Rohi, dkk., 2010) Uji indeks properties tanah perlu dilakukan pada beberapa sapel tanah untuk engetahui jenis tanah beserta sifat fisik ekanik tanah. Sifat fisik tanah yaitu sifat yang berhubungan dengan eleen penyusun assa tanah yang engindikasikan jenis dan kondisi tanah.tanah terdiri dari tiga eleen fase yaitu: butiran padat (solid), air dan udara (Das, 2002). Hubungan antara volue dan berat yang dituliskan ke dala persaaan sebagai berikut: = + (1) = + = + + (2) Tabel 1. Nilai resistivitas jenis tanah Jenis tanah (batuan) Lepung yang sangat basah dan lebek Tanah lepung basah dan lebek Lepung lanauan dan lanauan basah lebek Tanah lanauan pasiran Resistivitas () < 1,5 1,53,0 3, Lepung berbatu Pasir kerikil bercapur lanau ±300 Batuan dasar berisi tanah kering Batuan dasar tak lapuk Suber: Roy E.Hunt, 1984 Hubungan-hubungan volue dan berat yang uu digunakan dala ekanika tanah untuk suatu eleen tanah : 1. Kadar air WW w (%) 100% (3) WS 2. Berat volue kering ( ) W S d V (4) 3. Berat volue butiran padat ( ) WS S VS (5) 4. Berat jenis atau specific gravity (Gs) S S w (6) dengan: = berat butiran padat (kg) = berat air (kg) = volue butiran padat ( 3 )

3 Supriyadi., dkk. Identifikasi Jenis Tanah = volue pori ( 3 ) = volue air di dala pori ( 3 ) = volue udara di dala pori ( 3 ) = berat volue air pada suhu 4C (Hardiyato, 2010) Tabel 2. Nilai w, d, s, dan Gs untuk berbagai jenis tanah Maca Tanah w(%) d(g/c 3 ) G s Pasir seraga, tidak padat 32 1,43 2,65 2,68 Pasir seraga, padat 19 2,75 2,65 2,68 Pasir berbutir capuran, tidak padat 25 1,59 2,65 2,68 Pasir berbutir capuran, padat 16 1,86 2,65 2,68 Lanau angin (tanah lus) 21 1,36 2,62 2,68 Tanah glasial, berbutir capuran 9 2,12 - Lepung glasial lunak 55 1,20 2,68 2,75 Lepung glasial kaku 37 0,60 2,68 2,75 Lepung lunak sedikit organik 66 1,90 2,58 2,65 Lepung lunak sangat organik 75 3,00 2,58 2,65 Lepung ontorillonit lunak 84 5,20 - Suber: Peck dkk., 1974 dan Hardiyato, 2002 Ukuran butiran tanah sangat enentukan sifat fisik tanah dan dapat digunakan dala pengklasifikasian jenis tanah. Prinsip dari analisis ini adalah dengan enentukan prosentase berat butiran pada satu unit saringan dengan suatu ukuran diaeter lubang yang sudah ditentukan (Hardiyato, 2002). Hasil pengujian ini berupa kategori tanah bergradasi baik (kerikil dan batu) dan gradasi sangat baik. Tanah berbutir halus eiliki sifat plastis. Plastisitas terjadi karena adanya partikel ineral lepung dala tanah. Plastisitas juga dapat enggabarkan keapuan tanah dala enyesuaikan perubahan bentuk secara konstan. Indeks plastisitas (IP) erupakan selisih dari batas cair (LL) dan batas plastis (PL) (Muslikh, 1996). IP LL PL (7) Indeks plastisitas untuk beberapa jenis tanah disajikan dala Tabel 3. Tabel 3. Nilai indeks plastisitas tanah IP Jenis Sifat Kohesi tanah 0 Non Non plastis Pasir kohesif 7 Plastisitas Kohesif Lanau rendah sebagian 7-17 Plastisitas Lepung Kohesif sedang berlanau 17 Plastisitas Lepung Kohesif tinggi Suber: Terzaghi, 1943

4 14 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (11 20) Pengukuran geolistrik resitivitas 3D dapat eberi gabaran enyeluruh tentang struktur bawah perukaan pada lokasi penelitian. Di lain pihak, uji indeks properties tanah eberikan inforasi endetail tentang jenis tanah beserta sifat fisik-ekanik tanah. Integrasi pengukuran geolistrik resitivitas 3D dengan uji indeks properties tanah ini diharapkan dapat eberi gabaran detail jenis tanah beserta sifat fisikekanik tanah pada lokasi Peruahan Istana Tidar Regency. METODE PENELITIAN Lokasi penelitian terletak di Peruahan Istana Tidar Regency, Jl. Kaliurang, Kecaatan Subersari, Kabupaten Jeber. Penelitian dilakukan dengan dua tahapan yaitu pengukuran langsung di lapangan dengan enggunakan etode geolistrik 3D dan pengaatan di laboratoriu (uji indeks properties tanah) dengan engabil sapel tanah yang diperlukan. a. Pengukuran Geolistrik 3D Metode yang digunakan untuk enggabarkan distribusi resistivitas dala bentuk diensi tiga yaitu etode 3D. Konfigurasi yang digunakan polepole, teknik pengukurannya enggunakan cross diagonal survey dengan desain lintasan berbentuk persegi. Lokasi pengukuran terletak pada koordinat (08 10'10,1'' '11,9'') LS, (113 43'40,0'' '41,1'') BT dengan panjang subu x 20 dan subu y 20 dengan spasi elektroda asing-asing 2. Pada konfigurasi ini, elektroda arus C1 dan potensial P1 bersifat dinais dala daerah berbentuk persegi dengan spasi 2 tersebut, sedangkan elektroda arus C2 dan P2 bersifat statis dan terletak di luar daerah berbentuk persegi dengan jarak tertentu. Data yang didapatkan adalah nilai resistansi (R) dan keudian diolah untuk endapatkan nilai resistivitas seu pada asing-asing titik pengukuran. Resistivitas seu dapat ditentukan dari perkalian antara nilai resistansi terhadap faktor geoetri konfigurasi pole-pole. Dari inversi 3D enggunakan progra RES3DINV akan diperoleh gabar penapang resistivitas horizontal dan vertikal yang enggabarkan distribusi resistivitas bawah perukaan tanah yang diteliti

5 Supriyadi., dkk. Identifikasi Jenis Tanah dan dari hasil tersebut akan diketahui jenis tanahnya. b. Uji Indeks Properties Tanah Sapel tanah untuk uji indeks properties tanah diabil dari lokasi penelitian sapai kedalaan 1,6-2,5 dengan enggunakan alat pencuplik pada titik-titik berdasarkan data geolistrik 3D. Pengujian indeks propertiestanah dilakukan untuk enguji sifat fisik atau indeks properties yang eliputi kadar air, berat jenis tanah, berat isi tanah, atterberg liit, dan analisa saringan. Data yang sudah didapatkan dari asing-asing indeks properties keudian diolah dan dianalisa untuk enentukan jenis tanahnya. Analisa tersebut dilakukan dengan engacu pada Tabel 2 dan 3 yang berisi nilai asing-asing indeks. Diharapkan kedua etode tersebut akan berkorelasi dan saling elengkapi sehingga bisa eberikan rekoendasi yang lebih akurat kepada pihak terkait. HASIL DAN PEMBAHASAN Penapang distribusi resistivitas struktur bawah perukaan hasil pengukuran geolistrik resistivitas 3D konfigurasi pole-pole ditunjukkan pada Gabar 2 dan Gabar 3. Berdasarkan citra 3D resistivitas struktur bawah perukaan lokasi penelitian (Gabar 2), nilai resistivitas seunya antara (0,32 223) Ω. Gradasi citra kontur dari erah-coklat enuju ke hijau dan berakhir biru enunjukkan seakin kedala nilai resistivitas yang didapatkan seakin kecil.dengan engacu pada Tabel 1 (Roy E.Hunt, 1984) bisa ditentukan jenis tanah pada kedalaan tertentu. Pada Gabar 3 terlihat pada kedalaan (0 2,5) didapatkan nilai resistivitas (5,3 223), lapisan ini didoinasi oleh jenis tanah lepung lanauan dan lanau pasiran. Pada beberapa titik terdapat sedikit tanah lepung berbatu. Pada kedalaan (2,5 12,3) epunyai nilai resistivitas (2,1 13,5) dengan doinasi jenis tanah lepung dan lepung lanauan, sedangkan pada kedalaan (12,3 17,4) dengan nilai resistivitas diantara (0,32 2,1) diduga terdapat aquifer air tanah dengan nilai resistivitas sangat kecil, yang ditunjukkan dengan citra warna biru tua dan biru uda. Hasil pengukuran geolistrik 3D enunjukkan pada lapisan tanah dekat perukaan tanah epunyai resistivitas relatif tinggi dengan jenis tanah lepung

6 16 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (11 20) lanauan dan lanau pasiran. Pada kedalaan lebih dari 3, resistivitas lapisan tanah seakin rendah akibat pengaruh lapisan aquifer. Jenis tanah didoinasi oleh lepung lanauan, beberapa titik lapisan akuifer ulai napak pada kedalaan sekitar 3, bahkan pada kedalaan sekitar 12 keberadaan lapisan akuifer sangat doinan. y 2 17,4 (0,0) Resistivitas dala Gabar 2. Citra 3D resistivitas struktur bawah perukaan berbentuk kubus Berdasarkan citra 3D resistivitas struktur bawah perukaan lokasi penelitian (Gabar 2), nilai resistivitas seunya antara (0,32 223) Ω. Gradasi citra kontur dari erah-coklat enuju ke hijau dan berakhir biru enunjukkan seakin kedala nilai resistivitas yang didapatkan seakin kecil.dengan engacu pada Tabel 1 U T B 2 x S (Roy E.Hunt, 1984) bisa ditentukan jenis tanah pada kedalaan tertentu. Pada Gabar 3 terlihat pada kedalaan (0 2,5) didapatkan nilai resistivitas (5,3 223), lapisan ini didoinasi oleh jenis tanah lepung lanauan dan lanau pasiran. Pada beberapa titik terdapat sedikit tanah lepung berbatu. Pada kedalaan (2,5 12,3) epunyai nilai resistivitas (2,1 13,5) dengan doinasi jenis tanah lepung dan lepung lanauan, sedangkan pada kedalaan (12,3 17,4) dengan nilai resistivitas diantara (0,32 2,1) diduga terdapat aquifer air tanah dengan nilai resistivitas sangat kecil, yang ditunjukkan dengan citra warna biru tua dan biru uda. Hasil pengukuran geolistrik 3D enunjukkan pada lapisan tanah dekat perukaan tanah epunyai resistivitas relatif tinggi dengan jenis tanah lepung lanauan dan lanau pasiran. Pada kedalaan lebih dari 3, resistivitas lapisan tanah seakin rendah akibat pengaruh lapisan aquifer. Jenis tanah didoinasi oleh lepung lanauan, beberapa titik lapisan akuifer ulai napak pada kedalaan sekitar 3, bahkan pada kedalaan sekitar 12 keberadaan lapisan akuifer sangat

7 Supriyadi., dkk. Identifikasi Jenis Tanah doinan, sedangkan uji indeks properties tanah yang dilakukan eliputi uji kadar air ( w), berat isi ( ), berat jenis ( ), dan indek plastisitas (IP). Sapel tanah yang diabil secara terperinci ada pada Tabel 4 dan hasilnya ada pada Tabel 5. Sayatan 1 Kedalaan: (0 1.4) Sayatan 2 Kedalaan: ( ) Sayatan 3 Kedalaan: ( ) Sayatan 4 Kedalaan: ( ) Sayatan 5 Kedalaan: ( ) Sayatan 6 Kedalaan: ( ) Sayatan 7 Kedalaan: ( ) z Sayatan 8 Kedalaan: ( ) Resistivitas dala Gabar 3. Penapang horisontal resistivitas bawah perukaan

8 18 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (11 20) Tabel 4. Sapel tanah untuk uji indeks propertis tanah Sapel tanah Lokasi Latitude (LS) Longitude (BT) Kedalaan () Resistivitas (Ω) Sapel '106'' 11343'405'' 1,6 17,9 51,1 Sapel '105'' 11343'414'' 1,6 43,5 69,3 Tabel 5.Hasil Uji Indeks Properties Tanah Lokasi ( ) ± ( ) (%) ( ) ± ( ) (gr/c 3 ) ± ( ) IP Sapel 1 77,24 0,04 1,21 0,01 2,69 0,01 13,08 Sapel 2 48,57 0,45 1,22 0,01 2,69 0,18 12,01 Berdasarkan pengujian indeks properties tanah pada sapel 1, enurut Tabel 3 ( Peck,dkk, 1974), sapel tanah dengan nilai kadar air sebesar 77,24 % digolongkan dala jenis tanah lepung organik sedikit lunak. Berat isi tanah dengan nilai 1,21 gr/c 3 erupakan lepung glasial lunak. Berat jenis tanah sebesar 2,69 enunjukkan tanah tersebut terasuk dala jenis tanah lepung anorganik. Indeks plastisitas sebesar 13,08 enunjukkan jenis tanah tersebut terasuk dala lepung lanauan plastisitas sedang. Sedangkan pada sapel 2, kadar air sebesar 48% enunjukkan bahwa sapel 2 erupakan jenis lepung glasial lunak, nilai berat isi 1,22 g/c 3 enunjukkan bahwa lokasi ini erupakan tanah lepung glasial lunak. Berat jenis tanah sebesar 2,69 enunjukkan bahwa tanah tersebut terasuk dala jenis lepung anorganik. Berdasarkan nilai indeks plastisitasnya, erupakan jenis tanah lepung berlanau dengan plastisitas sedang. Selain keepat sifat fisik di atas juga dilakukan analisa saringan terhadap 2 sapel tanah tersebut untuk engetahui gradasi tanah berdasarkan ukuran butiran tanah. Berdasarkan Gabar 4, sapel 1 dan sapel 2 erupakan tanah bergradasi baik. Distribusi penyusun sapel 1 dan sapel 2 enunjukkan bahwa pada lokasi ini tersusun dari kerikil, pasir kasar, pasir halus, lanau dan lepung yang erata dengan doinasi terbesar adalah pasir halus (fine sand) tetapi dengan prosentase berbeda.

9 Supriyadi., dkk. Identifikasi Jenis Tanah Coarsa Agregat Coarse Sand Fine Sand Silt Clay Soil Binder Gabar 4. Grafik analisa saringan asing asing sapel tanah Uji indeks properties tanah pada sapel 1 dan 2 enunjukkan bahwa doinasi penyusun tanah pada lokasi ini adalah lepung lanauan. Hal ini diperkuat dengan data analisa gradasi tanah, sapel 1 dan 2 epunyai nilai koefisien gradasi yang hapir saa dengan doinasi penyusun berupa pasir halus. Untuk kedalaan sapai 2,5, citra bawah perukaan hasil pengukuran geolistrik 3D enunjukkan bahwa lapisan tanah didoinasi oleh tanah lepung lanauan dan lanau pasiran sehingga berkorelasi dengan hasil uji laboratoriu yang telah dilakukan. Hasil penelitian ini dapat dipergunakan untuk erekoendasi pengebang guna enentukan kontruksi bangunan peruahan, yaitu bangunan ringan satu lantai hingga dua lantai. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengukuran geolistrik resitivitas 3D dan uji indeks properties tanah, jenis tanah pada lokasi Peruahan Istana Tidar Regency didoinasi oleh tanah lepung lanauan dan lanau pasiran. Jenis-jenis tanah tersebut epunyai gradasi pasir halus, plastisitas sedang dan kohesi kecil sehingga hanya apu enahan beban untuk kontruksi ruah satu lantai. Kedua pengukuran tersebut dapat saling elengkapi diana uji laboratoriu

10 20 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (11 20) eberikan inforasi endetail tentang jenis tanah beserta sifat fisik ekaniknya, sedangkan pengukuran geolistrik dapat dilakukan secara cepat pada lokasi yang luas. UCAPAN TERIMAKASIH Peneliti engucapkan teriakasih kepada PT Teguh Karya Abadi selaku pengebang Peruahan Istana Tidar Regency yang telah enyediakan lokasi penelitian. DAFTAR PUSTAKA Das, B. M Principles of Geothechnical Engineering edisi kelia. USA: Brooks/Cole Hardiyato, H. C Mekanika Tanah I edisi ketiga. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Hardiyato, H. C Analisis dan Perancangan FONDASI bagian 1. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Hardiyato, H.C Mekanika Tanah 1 edisi 6. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Loke, M.H Electrical Iaging Surveys For Environental And Enginering Studies. Malaysia. Penang Muslikh Teknik Fondasi edisi kedua. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Peck, R., Hanson, W., dan Thornburn, T Foundation Engineering second edition. England: John Wiley & Sons, Inc Rohi, M. N., Subagio, H., & Hidayah, N Aplikasi Metode Geolistrik Sounding dengan Konfigurasi Pole- Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Perukaan Tanah dan Mengetahui Struktur Tanah. Malang: Universitas Negeri Malang. Roy, E. Hunt Geotechnical Engineering Investigation Manual. Mcgraw Hill, New York. Terzaghi, K Theoritical Soil Mechanics. New York: John Willey and Sons Telford, W. M., Geldart, L. P., dan Sheriff, R. E Applied Geophysics. New York: Cabridge University Press