TUGAS GEOTEKNIKPengambilan Data Lapangan Melalui Uji Lapangan Sederhana (Insitu Test) : SPT (Standard Penetration Test) & CPT (Cone Penetration Test)

Disusun Oleh :Dwi Menur Mandriati SudradjatNPM. 270 110 110 150Kelas : B

FAKULTAS TEKNIK GEOLOGIUNIVERSITAS PADJADJARANJATINANGOR2014

I. Penyelidikan Geoteknik LapanganBerdasarkan Pedoman Tata Cara Pemetaan Geologi Teknik Lapangan (SNI 03-2849) tahun 1992, terdapat lima jenis metode penyelidikan pengambilan data lapangan geologi teknik, diantaranya :a) Analisis interpretasi citra satelit (Remote Sensing)Penginderaan jauh (remote sensing), yaitu ilmu untuk mendapatkan informasi mengenai permukaan bumi seperti lahan dan air dari citra yang diperoleh dari jarak jauh. Hal ini biasanya berhubungan dengan pengukuran pantulan atau pancaran gelombang elektromagnetik dari suatu objek (Campbell, 1987). Data penginderaan jauh dapat berupa : data digital atau data numerik yang dianalisis dengan menggunakan komputer, serta data visual yang dianalisis secara manual. Data visual dibedakan lagi menjadi data citra dan noncitra. Penginderaan jarak dalam pengambilan data lapangan geologi teknik dilakukan pada tahapan studio (persiapan) guna mengidentifikasi kondisi permukaan tanah secara regional (luas), formasi geologi di daerah penelitian, kelerengan topografi serta refleksi keberadaan patahan, pola pengaliran sungai, serta kondisi akses jalan di wilayah penelitian. Data penginderaan jarak jauh dapat diperoleh dari satelit (peta LANDSAT dari NASA) dan foto udara yang tersedia pada website-website dunia.

b) Penyelidikan GeofisikaPenyelidikan geofisika merupakan serangkaian instrumen tambahan di lapangan dengan menggunakan instrumen khusus, diantaanya : pengukuran resistivitas permukaan (SR = Surface reisistivity), melakukan uji penetrasi tanah dengan radar (GPR = ground penetrating radar), konduktivitas elektromagnetik (EM). Dan lain-lain. penyelidikan geofisika dalam pengambilan data geoteknik dapat membantu untuk memahami berbagai hal berikut :(1) Menentukan stratigrafi tanah secara pasti, (2) Mampu mendeteksi kemungkinan jenis tanah dasar serta keterdapatan lubang kavitasi bawah tanah dalam formasi karst,(3) Mampu mengidentifikasi gangguan (struktur geologi) di bawah permukaan tanah.

c) Pengambilan conto tanah tergangguPada dasarnya pengambilan conto tanah (sampel) dilakukan dengan meninjau kondisi daerah penelitian seperti keadaan tanah, lebat atau tidaknya vegetasi, dan lain-lain. . Metode pengambilan conto tanah dapat dilakukan melalui cara manual, yaitu dengan menggunakan alat keruk (truck mounted auger) serta dapat juga menggunakan bor putar. Pengambilan conto tanah terganggu dapat memberikan informasi mengenai jenis tanah, karakteristik gradasi, klasifikasi jenis tanah, konsistensi, kepadatan, stratifikasi lapisan tanah dan lain-lain, yang dapat digunakan dalam membantu penelitian geoteknik lapangan.

d) Pengambilan conto tanah tidak tergangguPengambilan conto tanah tidak terganggu biasanya memerluka pengambilan sampel tanah yang lebih dalam serta alat bor khusus. Pengambilan sampel pada titik tertentu ini digunakan untuk menentukan kekuatan tanah (insitu), tingkat kompresibilitas (penurunan daya dukung tanah), kadar air dalam lapisan, berat dan volume tanah, sifat kelulusan air terkandung, diskontinuitas, patahan dan retakan pada formasi tanah dasar. Lokasi titik sampel yang rumit memungkinkan adanya beberapa faktor yang menyebabkan gangguan dalam pengambilan conto tanah ini. Oleh karena itu diperlukan cara perhitungan yang tepat untuk menghindari atau mengurangi tingkat gangguan tersebut. Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi gangguan conto tanah antara lain :(1) Jenis material tanah dasar,(2) Jenis dan kondisi alat yang digunakan,(3) Pengetahuan petugas pengeboran;(4) Lokasi penampungan conto yang digunakan, dan(5) Metode transportasi contoh yang digunakan.

e) Pengujian LapanganTahap pengujian sampel lapangan yang secara umum banyak digunakan terdiri atas 2 uji, antara lain : Uji Penetrasi Standar (Standard Penetration Test) dan Uji Penetrasi Konus (Cone Penetration Test). Masing-masing uji tersebut dijelaskan di bawah ini.

1. SPT (Standard Penetration Test)Uji penetrasi standar (SPT) merupakan salah satu uji lapangan geologi teknik yang paling banyak digunakan. Metode pengujian ini pertama kali dilakukan pada tahun 1927 di Amerika Serikat. Metode SPT merupakan metode uji dengan menggunakan tabung pengambilan conto tanah (Split Spoon Sampler) berdiameter 50 mm dan memiliki panjang 500 mm. Tabung ini awalnya dipancangkan ke dalam titik tanah pemboran untuk diambil conto tanah di dalamnya.Standard Penetration Test (SPT) digunakan untuk mendapatkan daya dukung tanah secara langsung di lokasi penelitian. Uji penetrasi ini nantinya dilakukan secara bersamaan dengan pengeboran untuk mengetahui kekuatan dinamik tanah serta pengambilan conto tanah terganggu. Tujuan dilakukannya metode uji penetrasi SPT ini adalah untuk menentukan kepadatan relatif lapisan tanah berdasarkan hasil pengambilan conto tanah melalui tabung. Conto tanah terganggu ini kemudian dapat memberikan informasi secara kualitatif terhadap identifikasi jenis tanah serta mengkorelasikan berbagai parameter tanah yang diteliti. Uji parameter SPT memiliki beberapa kelebihan diantaranya : Pengoperasian relatif cepat dan sederhanaMetode uji SPT dapat dilakukan dengan cara yang relatif mudah sehingga tidak membutuhkan ketrampilan khusus dari pemakai yang mengoperasikannya. Biaya relatif murahMetoda pengujian tanah dengan SPT merupakan metode yang sangat umum digunakan serta diperkirakan 85% dari desain pondasi untuk gedung bertingkat menggunakan cara ini. Metode SPT telah banyak dikembangkan untuk menyempurnakan hasil korelasi data, sehingga komponen-komponen alat pada uji penetrasi terbilang cukup sederhana serta murah biaya pemeliharaannya.Walaupun memiliki biaya pemeliharaan yang murah dan pengoperasian yang cukup sederhana, pengaplikasian uji penetrasi masih memiliki kekurangan yaitu conto tanah yang diambil merupakan sampel tanah yang masih terganggu, sehingga masih terdapat kemungkinan hasil SPT memiliki beberapa kekeliruan. Untuk meminimalisir hal ini, ketergantungan pada operator untuk menyelidiki dan menghitung hasil SPT masih cukup tinggi. Spesifikasi Alat SPTSpesifikasi alat SPT terdiri atas sebuah tabung yang dapat dibelah (split tube, split spoon) yang mempunyai driving shoe agar tidak mudah rusak pada saat penetrasi ke dalam lapisan tanah. Pada bagian atas alat ii terdapat coupling yang tersambung dengan batang bor (drill rod) ke permukaan tanah. Untuk mengambil conto batuan, maka sebuah sisipan pengambil contoh (sampel insert) dapat dipasang pada bagian bawah alat pada bagian tanah pasir lepas atau lumpur (Gambar 1).

Gambar 1. Spesifikasi Alat Uji Penetrasi SPT(Sumber: http://www.google.com)

Adapun spesifikasi ukuran alat uji penetrasi dapat dilihat pada (Gambar 2) berikut ini.

Gambar 2. Spesifikasi Ukuran Alat Uji Penetrasi SPT(Sumber: http://www.google.com)

Pengoperasian & Pengambilan Data Uji SPTMetode pelaksanaan Uji penetrasi mengacu pada Aturan Metode Pengujian Penetrasi dengan SPT pada SNI 03-4153 tahun 1996 serta Surat Keputusan (SK) Dirjen Pengairan No. 185/KPTSA/A/1986 sebagai berikut :1. Memasang blok penahan (knocking block) pada pipa bor,2. Memberi tanda pada ketinggian sekitar 75 cm pada pipa bor yang berada di atas penahan, 3. Membersihkan lubang bor pada kedalaman yang akan dilakukan pengujian dari bekas-bekas pengeboran, 4. Memasang split barrel sampler pada pipa bor, kemudian pada ujung lainnya disambungkan dengan pipa bor yang telah dipasangi blok penahan,5. Memasukkan peralatan uji SPT ke dalam dasar lubang bor atau sampai kedalaman pengujian yang diinginkan,6. Memberi tanda pada batang bor mulai dari muka tanah sampai ketinggian 15 cm, 30 cm dan 45 cm,7. Menumbuk dengan hammer dan mencatat jumlah tumbukan setiap 15 cm. Hammer dijatuhkan bebas pada ketinggian 760 mm. 8. Mencatat nilai tumbukan sebanyak 3 kali (N0, N1, N2) dimana harga N = N1 + N2. Split spoon sampler diangkat ke atas dan kemudian dibuka. Sampel yang diperoleh dengan cara ini umumnya sangat terganggu,9. Sampel yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam plastik untuk diuji di laboratorium. Pada plastik tersebut harus diberikan catatan nama proyek, kedalaman, dan nilai N.

Hasil Interpretasi Uji SPTPada umumnya, informasi yang diperoleh dari uji penetrasi ini dapat digunakan untuk menggambarkan profil daya dukung tanah yang nantinya akan digambarkan pada grafik SPT (Gambar 3). Lebih lanjut setelah mengetahui daya dukung tanah ini, maka dapat ditentukan letak dan kedalaman pondasi yangsesuai untuk bangunan. Interpretasi hasil SPT bersifat empiris. Untuk tanah pasir, maka nilai N-SPT mencerminkan kepadatan yang dapat diprediksi besar sudut geser dalam () dan berat isi tanah (), serta kapasitas daya dukung pondasi dan penurunan pondasi. Sedangkan pada tanah lempung, hasil SPT dapat menentukan secara empiris konsistensi tanah, serta kapasitas daya dukung pondasi dan penurunan pondasi.

Gambar 3. Hasil Interpretasi Uji Penetrasi SPT(Sumber: http://www.google.com)

b) Uji Penetrasi Konus (CPT = Cone Penetration Test)Uji Cone Penetration Test (CPT) atau lebih dikenal dengan uji sondir merupakan salah satu uji lapangan yang telah diterima oleh para praktisi dan pakar geoteknik. Uji sondir ibanyak dimanfaatkan untuk mengetahui profil atau perlapisan (stratifikasi) tanah. Identifikasi stratifikasi tanah dapat diidentifikasi berdasarkan kombinasi hasil pembacaan tahanan ujung dan gesekan selimut pada alat uji CPT. Spesifikasi Alat Uji CPTCone Penetration Test (CPT) menggunakan alat sondir yang ujungnya berbentuk kerucut dengan sudut 600 , dengan luasan ujung alat sebesar 10 cm2. Penggunaan alat ini ditekan ke dalam tanah terus menerus dengan kecepatan tetap yaitu 20 mm/detik, seiring dengan besarnya perlawanan tanah terhadap kerucut penetrasi (qc) yang terus diukur. Ukuran alat uji penetrasi kerucut (CPT) telah distandardisasi dalam ISSMFE (1989) dan D3441-75T (ASTM 1987) (Gambar 4). Gambar 4. Spesifikasi Ukuran Alat Uji CPT(Sumber: http://www.google.com)Hal-Hal Penting dalam Uji CPTHal-hal yang perlu diperhatikan dalam uji CPT antara lain sebagai berikut :(1) Pengujian dapat dilakukan dengan menggunakan alat konus bersistem mekanik konvensional (berdasarkan SNI 03-2827) atau alat dengan menggunakan sistem elektronik (Berdasarkan ASTM D 5778 Test Method for Electronic Cone Penetration Testing of Soils) (Gambar 5).

Gambar 5. Contoh Konus Elektrik pada Alat Uji CPT(Sumber: http://www.google.com)

(2) Uji CPT dapat digunakan dalam tanah lempung sangat lunak sampai pasir padat, tetapi tidak untuk kerikil atau batuan. (3) Pengujian CPT tidak dapat digunakan untuk pengambilan contoh uji. Oleh karena itu, guna melengkapi hasil pengeboran diperlukan pengambilan conto yang diambil dengan menggunakan uji SPT.

Interpretasi Hasil Uji SondirTerdapat beberapa parameter yang dihasilkan pada alat uji CPT (Gambar 6) diantaranya :(1) Tahanan Ujung (qc)Tahanan ujung diperoleh dari penekanan ujung konus untuk memperoleh perlawanan tanah yang dipenetrasi. Tahanan ujung diukur sebagai gaya penetrasi persatuan luas penampang ujung konus (qc). Besarnya nilai ini menunjukkan identifikasi jenis tanah. Pada tanah pasiran, perlawanan ujung yang besar menunjukkan tanah pasir padat. (2) Gesekan selimut (fs)Gesekan selimut (fs) diperoleh dari hasil pengukuran perlawanan ujung konus dan selimut bersama-sama ditekan ke dalam tanah dikurangi hasil pengukuran tahanan ujung konus dengan kedalaman penetrasi yang sama. Gesekan selimut diukur sebagai gaya penetrasi persatuan luas selimut konus (fs). Gesekan selimut digunakan untuk menginterpretasikan sifat-sifat tanah dalam klasifikasi tanah dan memberikan data yang dapat langsung digunakan untuk perencanaan pondasi tiang.(3) Friction Ratio (rf)Friction Ratio merupakan perbandingan antara gesekan selimut (fs) dengan tahanan ujung (qc). Rasio gesekan (fs/qc) dari hasil sondir dapat digunakan untuk membedakan tanah berbutir halus dengan tanah yang berbutir kasar. Adapun harga Friction Ratio tertentu antara lain :

Harga Friction Ratio < 1 % biasanya untuk tanah pasir. Harga Friction Ratio > 1 % biasanya untuk tanah Lempung Harga Friction Ratio > 5 % atau 6 % biasanya untuk jenis tanah organik (peat)

Gambar 6. Contoh Hasil Uji CPT(Sumber: http://www.google.com)

Keunggulan Alat SondirPenggunaan alat sondir semakin populer dan banyak digunakan di dunia karena alat ini memiliki kelebihan antara lain :1. Merupakan jenis uji yang cukup ekonomis dan dapat dilakukan ulang dengan hasil yang relatif sama, dan2. Tidak bergantung pada kesalahan operator atau kesalahan operasi alat.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM.(1987). Standart Test Method for Cone Penetration Testing, New York. ASTM.(1992). 1586-84 (reapproved 1992),.Standart Test Method for Penetration Test and Split Barrel Sampling of Soils.Aturan Standar Nasional Indonesia, 2007. Rancangan Konstruksi Bangunan dan Rekayasa Sipil. Direktorat Jenderal Sumber Daya Geologi : Jakarta.Baecher, G. B., and Christian, J. T. (2003). Reliability and Statistics in Geotechnical Engineering, John Wiley & Sons Ltd, Chichestes, England. Bowles, J. (1996). Foundation analysis and design, McGraw-Hill, Singapore.Campbell, 1987, Extracting Topographic Structure from Digital Elevation Data for MODIS Analysis, Photogram. Eng. & Remote Sensing 54(11). Idham, 2000. Studi Estimasi Bearing Stratum Pondasi Tiang Dengan Menggunakan Geostatistik Pada Pembangunan Dermaga Coal Unloading Pt. Semen Tonasa. Laporan Skripsi. Universitas Hasanuddin: Makassar.Lacasse, S., and Nadim, F. (1996). "Uncertainties in Characterizing Soil Properties." Uncertainty in the Geologic Environment (GSP 58), edited by Shackelford, CD, Nelson, PP, and Roth, MJS, ASCE, New York, pp.49-75.