Transcript SPT 2010

STANDARD PENETRATION TEST /SPT
Sudah Standarkah SPT Kita oleh: Gouw Tjie-Liong (1995)
 Membuat lubang bor
 Masukkan Tabung Belah Standar (standar split-barrel
sampler)
 Pukul tabung belah yg d SPT yg dihubunghkan oleh
“Batang Pancang” sedalam 18 inch (457,2 mm)
 Hitung pukulan untuk penetrasi 12 inch (305 mm), jumlah
pukulan itu disebut nilai “N”
 Pemukul oleh “Palu Pemukul” 140 lb (63,5 kg), dgn
ketinggian 30 inch (762 mm)
 6 inch pertama utk menenpatkan tabung pada tanah tidak
terganggu.
 2 interval 6 inch utk dimabil junlah pukulan yg disebut N SPT
 Bila tanah sangat keras nilai N tidak tercapai (contoh 70/100
artinya diperlukan 70 pukulan untuk mencapai penetrasi 100 mm.
INTERNATIONAL REFERENCE TEST
PRODUCERE (ISSMFE)
 Definisi Uji SPT (ISSMFE 1988):
Adalah Pengujian kekuatan atau perlawanan
tanah terhadap penetrasi sebuah tabung belah
baja di dalam lubang bor. Penetrasi tabung belah
SPT ini dilakukan dgn menjatuhkan palu seberat
63,5 kg pada sebuah bantalan (anvil) dgn tinggi
jatuh sebesar 760 mm. Jumlah pukulan (nilai N)
yg diperlukan utk memukul tabung belah tsb
hingga diperoleh penetrasi sebesar 300 mm dari
dasar lubang bor disebut perlawanan penetrasi
SPT atau nilai “N” SPT. Dari tabung belah tsb
juga dapat diperoleh contoh tanah terganggu
untuk diidentifikasi.
Standard Penetration Test
(SPT)
 Cacatan: Dalam negara-negara yang
menggunakan sistem ukuran metrik (seperti
di Indonesia), pemancangan palu SPT
umumnya dilakukan hingga penetrasi 450
mm (atau 3 kali 150 mm) dan bukan 457,2
mm. Tinggi jatuh yang digunakan juga
hanya 760 mm (bukan 762 mm)
Sudah standarkah SPT kita ?
4
Cara Kerja SPT
Bila penetrasi awal melebihi 450 mm, maka
pengujian ditiadakan dan nilai N diambil
sama dengan nol
Tinggi jatuh 30 in
(75 cm)
Beban penumbuk 140 pound
(63,5 kg)
Kecepatan pemukulan
direkomendasi adalah
rata-rata 30 pukulan
per menit.
casing
Jumlah pukulan
Ditentukan pada
Jarak 12 inc (30 cm)
Split spoon sampler
5
Standard Penetration Test
(SPT)
(Wesley, 1997: 37)
 Alat dinamis yang berasal dari Amerika Serikat.
 “split spoon sampler” dimasukkan kedalam tanah pada
dasar lubang bor dgn memakai suatu beban penumbuk
(drive weight) seberat 140 pound (63 kg) yg dijatuhkan
dari ketinggian 30 in (75cm).
 Jumlah pukulan untuk memasukkan spoon 12 in (30 cm),
disebut nilai N (N number or N value).
 Umumnya hasil percobaan penetrasi statis seperti alat
sondir lebih dapat dipercaya daripada hasil percobaan
dinamis seperti SPT
6
KESUKARAN MEREPRODUKSI NILAI SPT










Variasi peralatan yang digunakan
Variasi tinggi jatuh (tidak selalu tepat 760 mm)
Gesekan antara palu pemukul dgn batang pengarah
Tabung belah yang aus, bengkok, atau rusak
Kegagalan menempatkan tabung belah pd tanah tidak
terganggu.
Dasar lubang bor tidak bersih.
Pengaruh muka air tanah (atau drilling fluid). Akibatnya dasar
lubang bor mengalami perlunakan atau bahkan membubur
(quick)
Ada krikil pada mata tabung belah SPT
Pengeboran tidak baik
Efek tekanan tanah (overburden pressure). Tanah dgn
kepadatan sama , memberikan nilai “N” yg lebih rendah bila
berada dekat permukaan.
BATANG PANCANG (drive rod)
Persyaratan ISSMFE, 1988)
1.
2.
3.
4.
Diameter Batang
pancang (mm)
Modulus Penampang (1
x 10 pangkat -6 m3)
Berat Batang pancang
(kg/m)
40,5
4,28
4,33
50.0
8,59
7,23
60.0
12,95
10,03
Hanya batang pancang yg lurus dapat digunakan
Pemeriksaan berkala di lapangan harus dilakukan
Penyimpangan kelurusan di lapangan tidak boleh lebih dari 1: 1000
Sambungan antara satu dgn batang lainya harus cukup kuat dgn san drat skrup
SUSUNAN PALU PEMUKUL
 Palu pemukul seberat 63,5 kg + 0,5 kg
 Sistem pelepas palu pemukul yang menjamin
palu akan jatuh bebas dari ketinggian 760 mm
 Batang pengarah yang berfungsi mengarahkan
palu pemukul dari keringgian 760 mm hingga
memukul bantalan (Anvil)
 Bantalan palu yg dihubungkan (sitem drat skrup)
dgn kuat pada stang bor.
 Kesemuanya berat susunan palu tidak boleh
lebih dari 115 kg.
Gesekan antara palu pemukul dgn batang pengarah
Anvil
Anvil
Palu pemukul 63,5 kg
Batang pancang
Tabel 5. Hasil Pengukuran Energi pada Berbagai Sistem SPT
(SKEMPTON, 1986; Carter & Bentley, 1991)
Sistem Penjatuhan Palu
Negara
Sistem
Jepang
Otomatis
(Tombi)
Jepang
T-K-P
(2 putaran)
Inggris
Otomatis
(Pilcon)
Inggris
T-K-P
(1 putaran)
Ukuran
Pemutar
Jenis Palu
µ
(%)
Palu
-
100
Donut
Kecil
130 mm
83
Kecil
100 mm
Berat (kg)
Bantalan
ŋ
(%)
Er
(%)
2.0
0.78
78
Donut
2.0
0.78
65
100
Donut
(pilcon)
19.0
0.60
60
85
Selubung
3.0
0.71
60
(Old Standard)
RRC
Otomatis
(Pilcon)
Donut
(pilcon)
60
RRC
Tambang &
katrol (manual)
Donut
55
Amerika
T-K-P
(2 putaran)
Besar
200 mm
Inggris
T-K-P
(2 putaran)
Kecil
100 mm
Amerika
T-K-P
(2 putaran)
Besar
200mm
70
70
Pengaman
(safety)
2.5
Selubung
(Old Standard)
3.0
Donut
12.0
0.79
55
50
0.64
45
11
Berbagai Pelepas otomatis Palu donut (Donut Hammer)
Berbagai Pelepas otomatis Palu donut (Donut Hammer)
TABUNG BELAH SPT
 ISSMFE merekomendasi:
 Tabung belah harus terbuat dari baja yang
diperkeras (hardened steel), dgn kedua
permukaan luar dan dalam yg halus.
 Diameter luar berukuran 51 + 1 mm dan
diameter dalam 35 + 1 mm, panjangnya minimal
457 mm.
 Ujung bawah SPT dilengkapi dgn sepatu
pancang (driving Shoe) sepanjang 76 + 1 mm dgn
diameter luar dan dalam yg sama dgn tabung
belah , serta bahan yg sama dgn tabung belah.
Tabung Belah SPT
Tabung Belah SPT
Sepatu pancang dapat dilengkapi dengan penahan contoh tanah sebagaimana
diperlihatkan dalam Gambar 1(b). Terdapat tiga tipe penahan contoh tanah yang dapat
digunakan:
• Sepatu keranjang (Basket Shoe): Penahan contoh tanah ini berupa plat-plat baja tipis
yang fleksibel. Saat dipancang, contoh tanah dapat masuk relatif tanpa tahanan,
setelah contoh tanah berada dalam tabung SPT dan saat tabung SPT diangkat, platplat baja tipis tersebut menutup. Biasanya alat ini dipergunakan untuk mengambil
contoh tanah pasir.
• Penahan contoh tanah pegas (Spring Sample Retainer): Cara kerja penahan contoh
tanah ini mirip dengan yang sebelumnya, hanya saja plat-plat penutup tidak serapat
sistem sepatu keranjang. Biasanya digunakan untuk membantu mengambil tanah
lempung keras atau kerikil halus.
• Katup penjebak (Trap Valve): Penahan contoh tanah jenis ini dipergunakan untuk
mengambil contoh tanah yang berair atau lumpur. Katup akan membuka saat tabung
SPT ditekan dan akan menutup (kedap air) saat tabung ditarik keluar.
Bagian atas tabung belah dilengkapi dengan kopler (coupler) atau penyambung yang
menghubungkan tabung dengan batang pancang. Bagian dalam kopler dilengkapi
dengan bola baja yang berfungsi sebagai katup. Pada saat pemukulan dilakukan dan
contoh tanah masuk ke dalam tabung belah, air dan udara dapat keluar melalui bola
katup ini. Sebaliknya pada saat tabung belah ditarik keluar lubang, bola katup akan
menutup bagian atas tabung belah sehingga air tidak dapat masuk kembali ke dalam
tabung belah
19
20
PENGEBORAN
Teknik pemboran yang baik merupakan
salah satu prasyarat untuk mendapatkan
hasil uji SPT yang baik. Teknik pemboran
yang umum digunakan adalah teknik bor
bilas (wash boring), teknik bor inti (core
drilling) dan bor ulir (auger boring).
Peralatan yang digunakan pada masingmasing teknik pemboran harus mampu
menghasilkan lubang bor yang bersih
untuk memastikan bahwa uji SPT
dilakukan pada tanah yang relatif tidak
terganggu.
Bila digunakan teknik bor bilas maka mata bor
yang digunakan harus mempunyai jalan air
melalui samping mata bor dan bukan melalui
ujung mata bor. Apa bila air yang dipompakan
melalui batang pancang kedasar lubang keluar
dari ujung mata bor maka aliran air dari ujung
mata bor tersebut dapat mengakibatkan
terjadinya pelunakan\ganguan pada dasar
lubang bor, yang pada gilirannya akan
menghasikkan nilai N yang lebih rendah dari
pada yang seharusnya .
23
Data SPT
 Nilai N value yang diperoleh dengan percobaan
standard Penetration Test dapat dihubungkan
secara impiris dengan beberapa sifat lain dari
pada tanah yang bersangkutan.
 Hasil dari SPT ini sebaiknya selalu dianggap
sebagai perkiraan kasar saja, bukan sebagai
nilai-nilai yang teliti.
 Umumnya hasil percobaan penetrasi statis
seperti alat sondir lebih dapat dipercaya dari
pada hasil percobaan dinamis SPT.
24
Koreksi Terhadap Jenis Tanah
Pada tanah pasir halus dan pasir kelanauan pada saat penetrasi tabung belah SPT
akan timbul tegangan air pori yang cukup besar. Hal ini dapat berakibat nilai N yang
diperoleh lebih tinggi dari seharusnya. Koreksi yang dinajurkan oleh Terzaghi dan
Peck (1948) adalah sbb:
Dengan
N = 15 + ½ (N’ – 15)
N = N SPT hasil koreksi
N’ = n SPT lapangan; bila N’ < 15 nilai N tidak perlu
dikoreksi
25
LAPORAN PENGUJIAN
Akan jauh lebih baik tentunya bila laporan hasil uji, disamping memuat informasi standar, juga
dilengkapi dengan informasi lain. Agar hasil uji SPT bisa diinterprestasikan dan dipergunakan
secara maksimal, sebaiknya lporan hasil uji memuat informasi-informasi sbb:
1. Lokasi
2. Tanggal pemboran sampai di elevasi pengujian
3. Tanggal dan waktu dimulainya pengujian SPT
4. Nomor lubang bor
5. Kedalaman muka air tanah
6. Diameter lubang bor
7. Cara pengeboran dan ukuran casing (bila diperlukan)
8. Kedalaman dasar bor
9. Kedalaman dasar casing
10. Kedalaman muka air atau lumpur boir di dalam lubang bor pada saat uji SPT dilakukan
11. Jenis palu SPT dan metoda penjatuhannya
12. Ukuran dan berat batang yang digunakan untuk uji SPT
13. Tinggi jatuh palu
14. Kedalaman penetrasi awal akibat berat sendiri rangkaian alat
15. Perlawanan penetrasi tahap awal dan perlawanan penetrasi uji SPT (3 kali per 150 mm)
16. Deskripsi tanah sebagaimana diperoleh dalam tabung SPT
17. Catatan pengamatan mengenai kestabilan lapisan yang diuji, atau hambatan yang dialami
selama proses pengujian yang akan sangat membantu dalam menginterprestasi hasil
pengujian
18. Hasil kalibrasi, bila ada. (catatan: kalibrasi harus dilakukan pada setiap alat dan juga pada
personel yang mengoperasikan peralatan tersebut.
26
27
Normalisasi N Terhadap nilai Standar
 Seed dan kawankawan (SEED et al,
1984), mengusulkan
mengambil energi
standar sebesar 60%,
Energi sebesar 60% ini
juga dipakai oleh
Skemton (SKEMTON,
1986)
 Bowles mengambil
energi standar sebesar
70% (BOWLEA, 1986).
 Note; dengan
menormalisasikan nilai
N dari tiap jenis SPT
yang dipakai, maka akan
didapat kan nilai N yg
lebih kurang sama
(artinya dapat
direproduksi/diulang).
Rumus yang Digunakan
 Nes = N lap (Er/Es)
 Nes= nilai N SPT yang sudah dinormalisasikan
 N lap= nilai SPT yang diperoleh saat pengujian dgn
alat SPT tertentu
 Er = energi efektif SPT yang bekerja pada batang
pancang (lihat Tabel 5)
 Es = Standar energi referensi
 Disarankan Es diambil = 60% sebagaimana rekomendasi
dari Seed dan Skemton
 N60 = N lap (Er/60)
 Nes =  Nlap (Er/Es)...... =faktor koreksi lubang bor
Faktor Koreksi Lubang Bor
Tabel 6. Faktor koreksi Panjang Bantang, Pelapis dan Lubang Bor (SKEMTON, 1986)
Panjang Batang
> 10 m
6-10 m
3-6 m
3-4 m
SPT tanpa pelapis
SPT dengan pelapis
Ukuran lubang Bor:
65- 115 mm
150 mm
200 mm

1.00
0.95
0.85
0.75

1.00
1.20

1.00
1.05
1.15
Contoh
 Perusahaan A:
 Menggunakan peralatan SPT sistem Jepang
dengan palu donut dan penjatuhan otomatis (dari
tabel 5 diperoleh perkiraan nilai Er = 78 %
 Ukuran lubang bor = 150 mm (dari tabel 6
diperoleh nilai  = 1.05)
 SPT tanpa pelapis (dari Tabel 3 diperoleh  = 1.00)
 Diperoleh N lap = 10 pada kedalaman 8 m
(=0,95)
Nes =  N lap (Er/Es)
N60 =  N lap (Er/60)
N60 = 0,95 x 1,00 x 1,05 x 10 x (78/60)
= 13
Contoh
 Perusahaan B:
 Menggunakan peralatan SPT sistem Amerika
dengan palu donut dan penjatuhan Tali=katrol
(dari tabel 5 diperoleh perkiraan nilai Er = 45 %
 Ukuran lubang bor = 150 mm (dari tabel 6
diperoleh nilai  = 1.05)
 SPT tanpa pelapis (dari Tabel 3 diperoleh  = 1.00)
 Diperoleh N lap = 18 pada kedalaman 8 m
Nes =  N lap (Er/Es)
N60 =  N lap (Er/60)
N60 = 0,95 x 1,05 x 1,00 x 18 x (45/60)
= 13,5
= 13
Korelasi dengan Kepadatan Tanah
Tanah Pasir:
Korelasi antara nilai N SPT degan kepadatan relatif (relatif density), Dr, tanah pasi
pertama-tama diperkenalkan oleh Terzaghi dan Peck (1948). Kemudian Gibbs dan
Holtz (1957) menambahkan nilai Dr untuk definisi kepadatan yang dikemukakan
Terzaghi dan Peck tersebut.
Bentuk akhir korelasi yang diberikan mereka adalah seperti yang disajikan pada
tabel berikut ini.
Tabel 4. Kepadatan Relatif, Dr, Pasir
Kepadatan Relatif
Dr
N
<0,15
<4
Lepas
0,15-0,35
4-10
Sedang
0,35-0,65
10-30
Padat
0,65-0,85
30-50
Sangat Padat
0,85-1,00
>50
Sangat lepas
Skemton (1986): Korelasi ini berdasarkan hasil uji Amerika dengan energi efektif
Kurang 45% dan tegangan efektif vertikal kurang 7,32 ton/m2
33
Agar dapat digunakan secara lebih universal, nilai N pada Tabel 4. perlu diubah ke
energi standar tertentu dengan tegangan vertikal efektif sebesar 1 kg/cm2.
Tabel 5. N1.60 Vs Kepadatan Relatif, Dr, Pasir
Kepadatan
Relatif
Dr
N
N1 60
Sangat lepas
<0,15
<4
<3
Lepas
0,15-0,35
4-10
3-8
Sedang
0,35-0,65
10-30
8-25
Padat
0,65-0,85
30-50
25-42
Sangat Padat
0,85-1,00
>50
>42
34