BAB 3 METODOLOGI 3.1. PENDEKATAN PENELITIAN Mulai Identifikasi Masalah Studi Literatur Pembuatan Program Analisa Potensi Likuifaksi Verifikasi Program TIDAK Analisa Data Lapangan Dengan Program YA Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.1 Metodologi Penelitian 49
50 Pada gambar 3.1 telah dipaparkan metodologi yang digunakan pada penelitian ini. Penjelasan dari metedologi penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Penelitian dimulai dengan melakukan identifikasi masalah yang dijadikan topik untuk penelitian ini. Pada penelitian ini, permasalahan yang ditinjau adalah mengenai potensi terjadinya likuifaksi. Identifikasi masalah telah dibahas pada bab pendahuluan. 2. Studi literatur yang terkait adalah mengenai perangkat lunak spread sheet serta likuifaksi yang terjadi di tanah pasir halus jenuh air yang dapat terjadi di Indonesia karena Indonesia mempunyai berbagai macam jenis tanah dan merupakan negara yang dilalui jalur gempa bumi. Studi literatur ini telah dijelaskan pada bab tinjauan pustaka. 3. Pembuatan program analisa potensi likuifaksi dengan menggunakan program spread sheet. 4. Verifikasi program penghitungan analisa potensi likuifaksi dengan menggunakan menggunakan data tanah lapangan. Apabila hasil peenghitungan likuifaksi dengan menggunakan program analisa potensi likuifaksi mendekati dengan hasil perhitungan manual maka program tersebut dapat digunakan untuk menghitung analisa potensi likuifaksi. Tetapi jika hasil program analisa potensi likuifaksi tidak sesuai dengan hasil perhitungan manual maka harus dilakukan perbaikan terhadap program perhitungan analisa potensi likuifaksi tersebut.
51 5. Pengambilan kesimpulan dan pemberian saran Pengambilan kesimpulan dan pemberian saran atas hasil yang diperoleh adalah langkah terakhir yang digunakan dalam penelitian ini dan dimasukkan kedalam bab kesimpulan dan saran. 3.2. PEMBUATAN PROGRAM Mulai Pembuatan grafik gradasi butiran Pembuatan grafik faktor reduksi tegangan Pembuatan grafik perbandingan (τ o /σ' v ) dengan N 1 dan skala Hitung tegangan geser Hitung nilai N batas likuifaksi Selesai Gambar 3.2 Diagram Alir Langkah Pembuatan Program
52 Pada awal tahap pembuatan program analisa likuifaksi, langkah-langkah yang dilakukan adalah : Pembuatan grafik gradasi butiran Hal yang pertama dilakukan untuk membuat grafik gradasi butiran adalah dengan pembacaan grafik. Nilai yang diperoleh dari pembacaan grafik gradasi butiran adalah besarnya ukuran butiran dan persentase butiran lolosnya. Nilai tersebut kemudian diplot sehingga menghasilkan grafik gradasi butiran di dalam Microsoft Excel. Pembuatan grafik faktor reduksi tegangan Hal yang pertama dilakukan untuk membuat grafik faktor reduksi tegangan adalah dengan pembacaan grafik. Pembacaan grafik ini bertujuan untuk mendapatkan nilai reduksi tegangan (r d ) berdasarkan kedalaman tanahnya. Nilai dari reduksi faktor dapat dilihat pada tabel 3.1
53 Tabel 3.1 Tabel Faktor Reduksi Tegangan (Seed & Idriss,1971) Kedalaman Faktor Reduksi (m) Batas Bawah Nilai Tengah Batas Atas 0 1,000 1,000 1,000 1 0,990 0,997 0,998 2 0,975 0,990 0,995 3 0,965 0,980 0,990 4 0,950 0,970 0,985 5 0,940 0,960 0,980 6 0,920 0,950 0,975 7 0,900 0,935 0,970 8 0,875 0,920 0,960 9 0,850 0,905 0,950 10 0,820 0,885 0,935 11 0,790 0,865 0,925 12 0,750 0,845 0,910 13 0,710 0,825 0,900 14 0,665 0,800 0,885 15 0,615 0,770 0,870 16 0,560 0,740 0,855 17 0,520 0,710 0,845 18 0,475 0,675 0,830 19 0,440 0,645 0,820 20 0,405 0,615 0,805 21 0,385 0,585 0,795 22 0,370 0,565 0,785 23 0,355 0,540 0,775 24 0,345 0,525 0,760 25 0,335 0,515 0,750 26 0,325 0,500 0,740 27 0,315 0,495 0,725 28 0,305 0,490 0,715 29 0,300 0,490 0,700 30 0,300 0,490 0,690
54 Nilai reduksi faktor yang telah diperoleh kemudian dimasukkan kedalam Microsoft Excel yang berfungsi sebagai nilai acuan, kemudian nilai reduksi faktor diplot kedalam grafik untuk mendapatkan kurva beserta persamaan kurva tersebut dengan menggunakan trendline. Langkah-langkah pengerjaan trendline dan verifikasi persamaannya sebagai berikut: a. Tempatkan kursor pada data yang telah diplot, klik kanan lalu pilih Add Trendline. Gambar 3.3 Pembuatan Trendline b. Pada Trendline Options pilih Regression Type: Polynomial dan tentukan Order yang diinginkan serta aktifkan Display Equation on chart dan Display R-square value on chart untuk memunculkan persamaan yang akan digunakan untuk verifikasi kurva tersebut. Jika dihasilkan nilai R-square 0,95 maka korelasi dengan trendline tersebut dapat digunakan sedangkan jika R-square < 0,95 maka korelasi trendline tidak dapat digunakan.
55 Gambar 3.4 Kotak Format Trendline c. Setelah didapatkan persamaan yang dihasilkan dari garis trendline maka untuk memastikan ketepatannya harus dilakukan pengecekan persamaan tersebut sehingga mendapatkan nilai x dan nilai y yang sesuai dengan data yang telah dimasukkan. Pengecekan terhadap persamaan tersebut dihitung dengan menggunakan metoda persamaan bagi dua (Bisection Method). Metoda persamaan bagi dua (Bisection Method) merupakan salah satu metoda dalam matematika yang digunakan untuk menetukan akar-akar persamaan. Dalam metoda ini, persamaan akar dimisalkan dengan f(x) = 0 dan pembagian intervalnya dibagi 2 sampai ditemukan akar-akar yang dicari. Persamaan yang telah dicek dengan menggunakan metoda bagi dua (Bisection Method) dapat digunakan sebagai persamaan untuk membuat program dengan menggunakan bahasa makro pada Microsoft Excel.
56 Bahasa makro merupakan salah satu fungsi dalam Microsoft Excel yang digunakan untuk memudahkan perhitungan. Penggunaan rumus pada kurva yang dihasilkan dari garis trendline tidak semua dapat menghasilkan nilai x dan nilai y yang sesuai dengan data yang dimasukkan. Oleh karena itu, penggunaan data yang dibutuhkan untuk menghitung potensi likuifaksi dapat digunakan fungsi VLOOKUP pada Microsoft Excel. Fungsi VLOOKUP adalah untuk membaca tabel vertikal dengan menggunakan kunci pembanding, serta offset kolom (nomor urut kolom) yang menunjukkan posisi data yang akan dibaca pada kolom-kolom tabel vertikal. Bentuk VLOOKUP adalah: VLOOKUP(Kunci,Range,Offset_Kolom)). Keterangan : Sel Kunci adalah alamat sel yang digunakan sebagai kunci pembacaan tabel vertikal. Range adalah nama range tabel yang akan dibaca, dimana kolom pertama dalam nama range tabel tersebut harus berisi kunci pembanding yang akan dibandingkan dengan kunci pada tabel induk.
57 Pembuatan grafik perbandingan (τ o /σ' v ) dengan N 1 dan skala gempa Sebagian besar langkah pembuatan grafik perbandingan (τ o /σ' v ) dengan N 1 dan skala gempa sama dengan langkah pembuatan grafik faktor reduksi. Namun dalam grafik ini tidak menggunakan bahasa makro dan hanya menggunakan fungsi VLOOKUP untuk pengambilan data pada analisa potensi likuifaksi. Langkah-langkah pengerjaan program analisa potensi likuifaksi dengan bahasa makro pada Microsoft Excel: a. Untuk memudahkan pengerjaan, langkah pertama yang dilakukan adalah memunculkan tab developer dengan klik Costumize Quick Access Toolbar, pilih More Commands Gambar 3.5 Kotak Costumize Quick Access Toolbar
58 b. Pada kotak Excel Options pilih Popular dan aktifkan Show Developer tab in the Ribbon Gambar 3.6 Kotak Excel Options c. Untuk menggunakan macro, pilih Visual Basic Gambar 3.7 Pilih Visual Basic d. Pada jendela Microsoft Visual Basic SKRIPSI pilih Insert userform untuk menambahkan form baru. e. Pada jendela Microsoft Visual Basic SKRIPSI dibuat beberapa form isian untuk memasukkan data guna menjalankan program yang ingin dibuat.
59 Gambar 3.8 Form Data Tanah Pada setiap form isian yang telah dibuat diperlukan kode program yang merupakan perintah untuk menjalankan program analisa potensi likuifaksi tersebut. Gambar 3.9 Kode Program Form Data Tanah
60 f. Untuk memanggil program yang telah dibuat dalam bentuk form maka harus dipersiapkan tombol pada lembar kerja. Gambar 3.10 Tombol Panggil Form g. Untuk mencetak data yang telah dimasukkan dalam form maka disediakan sel pada lembar kerja. Gambar 3.11 Sel Pada Lembar Kerja Untuk Mencetak Data
61 3.3. LANGKAH PERHITUNGAN MENGGUNAKAN PROGRAM Langkah-langkah untuk menghitung potensi likuifaksi yaitu: 1. Periksa jenis tanah berdasarkan gradasi butiran untuk mengetahui jenis tanah tersebut dapat mengalami peristiwa likuifaksi. 2. Memasukkan Data Proyek Untuk melakukan penghitungan analisa potensi likuifaksi, hal pertama yang dilakukan adalah memasukkan data proyek sebagai berikut: a. Masukkan nama proyek b. Masukkan nama penganalisa potensi likuifaksi c. Masukkan tanggal dianalisa potensi likuifaksi pada proyek tesebut 3. Memasukkan Data Tanah Untuk melakukan penghitungan analisa potensi likuifaksi, masukkan datadata tanah yang diperlukan untuk hitungan analisa likuifaksi sebagai berikut: a. Masukkan nilai elevasi muka tanah asli (MTA) b. Pilih posisi muka air tanah (MAT) dari muka tanah asli (MTA) c. Masukkan jarak muka air tanah (MAT) dari muka tanah asli (MTA) d. Masukkan berat volume tanah (γ) e. Masukkan berat volume kering tanah (γ d ) f. Masukkan berat volume air (γ w ) g. Masukkan nilai skala gempa (M) h. Masukkan nilai percepatan permukaan tanah maksimum(a max ).
62 4. Memasukkan faktor koreksi N SPT Faktor koreksi yang dimasukkan adalah untuk menormalisasi nilai N SPT yang diperoleh dari lapangan sebagai berikut: a. Masukkan faktor koreksi terhadap penggunaan pelapis (β) b. Masukkan faktor koreksi ukuran lubang bor (γ) 5. Masukkan energi efektif alat uji SPT (E r ) Nilai energi efektif dapat dipilih berdasarkan alat uji SPT yang digunakan di lapangan. 6. Menghitung Potensi likuifaksi a. Masukkan N SPT yang diperoleh dari lapangan b. Masukkan kedalaman dari SPT yang diperoleh dari lapangan c. Menghitung elevasi tanah Elevasi tanah = elevasi muka tanah asli (MTA) kedalaman SPT d. Menghitung nilai tekanan total vertikal tanah ( σ v ) σ v = γ h e. Menghitung nilai tegangan air pori tanah (u) u = γ w h f. Menghitung nilai tekanan efektif vertikal tanah ( σ ' ) v σ ' = σ v v u g. Menghitung nilai faktor koreksi C N C N = 10 σ' v
63 h. Menghitung normalisasi koreksi nilai N SPT lapangan ke nilai N SPT terhadap energi standar sebesar 60% N 1(60) = α. β. γ.n.(er / Es). CN i. Mengambil data rasio tegangan normal (τ o /σ' v ) dari grafik perbandingan (τ o /σ' v ) dengan N 1 dan skala gempa (gambar 2.11) dengan menggunakan fungsi VLOOKUP j. Menghitung tegangan geser normal (τ o ) τ O τ = σ' O V σ' V k. Menghitung data faktor reduksi (r d ) dengan menggunakan rumus dari trendline yang telah dibuat sebelumnya l. Menghitung tegangan geser siklik (τ av ) τ σ' av v a = 0,65 g max γ.h r ' σ v d m. Plot grafik perbandingan tegangan geser normal dan tegangan geser siklik terhadap kedalaman n. Menghitung rasio tegangan normal batas likuifaksi τo σ' v a = 0,65 g max γ.h r ' σ v d o. Membaca dan mengambil data N 1 dari hasil perhitungan rasio tegangan normal batas berdasarkan grafik perbandingan (τ o /σ' v ) dengan N 1 dan skala gempa (gambar 2.11) dengan menggunakan fungsi VLOOKUP p. Plot grafik nilai N 1 batas likuifaksi dan nilai N SPT lapangan terhadap kedalaman.
64 3.4. TEKNIK PENGUMPULAN DATA Pengumpulan data tanah merupakan bagian penting dari penelitian ilmiah. Ada beberapa teknik untuk memperoleh data tanah yang diperlukan, antara lain adalah pengujian tanah di laboratorium serta penyelidikan tanah di lapangan. Penyelidikan tanah di lapangan untuk mendapatkan data tanah tersebut meliputi pembuatan lubang ke dalam tanah serta pengambilan contoh tanah, misalnya seperti uji penetrasi standar (Standard Penetration Test) dan uji sondir (Cone Penetration Test). Pada penelitian ini, parameter tanah yang digunakan diperoleh dari pengolahan data tanah yang didapat berdasarkan dari penyelidikan tanah di lapangan. Data tanah yang digunakan merupakan data tanah pada wilayah Indonesia yang tanahnya berpotensi terjadi likuifaksi.