STANDARD PENETRATION TEST /SPTSudah 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)

4

Sudah standarkah SPT kita ?

Cara Kerja SPT

Split spoon sampler

Beban penumbuk 140 pound(63,5 kg)

Tinggi jatuh 30 in(75 cm)

Jumlah pukulanDitentukan padaJarak 12 inc (30 cm)

casing

Kecepatan pemukulan direkomendasi adalah rata-rata 30 pukulan per menit.

Bila penetrasi awal melebihi 450 mm, maka pengujian ditiadakan dan nilai N diambil sama dengan nol

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)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

Persyaratan ISSMFE, 1988)

1. Hanya batang pancang yg lurus dapat digunakan2. Pemeriksaan berkala di lapangan harus dilakukan3. Penyimpangan kelurusan di lapangan tidak boleh lebih dari 1: 10004. 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

Palu pemukul 63,5 kgBatang pancang

AnvilAnvil

Tabel 5. Hasil Pengukuran Energi pada Berbagai Sistem SPT(SKEMPTON, 1986; Carter & Bentley, 1991)

Sistem Penjatuhan Palu Jenis Palu

Negara Sistem Ukuran Pemutar

µ(%)

Palu Berat (kg) Bantalan

ŋ(%)

Er(%)

Jepang Otomatis(Tombi)

- 100

Donut 2.0 0.78

78

Jepang T-K-P(2 putaran)

Kecil130 mm

83 Donut 2.0 0.78

65

Inggris Otomatis(Pilcon)

- 100

Donut(pilcon)

19.0 0.60

60

Inggris T-K-P(1 putaran)

Kecil100 mm

85 Selubung(Old Standard)

3.0 0.71

60

RRC Otomatis(Pilcon)

Donut(pilcon)

60

RRC Tambang & katrol (manual)

Donut 55

Amerika

T-K-P (2 putaran)

Besar200 mm

70 Pengaman(safety)

2.5 0.79

55

Inggris T-K-P (2 putaran)

Kecil100 mm

Selubung(Old Standard)

3.0 50

Amerika

T-K-P (2 putaran)

Besar200mm

70 Donut 12.0 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, plat-plat 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

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 masing-masing teknik pemboran harus mampu menghasilkan lubang bor yang bersih untuk memastikan bahwa uji SPT dilakukan pada tanah yang relatif tidak terganggu.

PENGEBORAN

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:

N = 15 + ½ (N’ – 15)Dengan N = N SPT hasil koreksi

N’ = n SPT lapangan; bila N’ < 15 nilai N tidak perlu dikoreksi

25

LAPORAN PENGUJIANAkan 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. Lokasi2. Tanggal pemboran sampai di elevasi pengujian3. Tanggal dan waktu dimulainya pengujian SPT4. Nomor lubang bor5. Kedalaman muka air tanah6. Diameter lubang bor7. Cara pengeboran dan ukuran casing (bila diperlukan)8. Kedalaman dasar bor9. Kedalaman dasar casing10.Kedalaman muka air atau lumpur boir di dalam lubang bor pada saat uji SPT

dilakukan11.Jenis palu SPT dan metoda penjatuhannya12.Ukuran dan berat batang yang digunakan untuk uji SPT13.Tinggi jatuh palu14.Kedalaman penetrasi awal akibat berat sendiri rangkaian alat15.Perlawanan penetrasi tahap awal dan perlawanan penetrasi uji SPT (3 kali per

150 mm)16.Deskripsi tanah sebagaimana diperoleh dalam tabung SPT17.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 kawan-kawan (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

Panjang Batang > 10 m 6-10 m 3-6 m 3-4 m

1.000.950.850.75

SPT tanpa pelapisSPT dengan pelapis

1.001.20

Ukuran lubang Bor: 65- 115 mm 150 mm 200 mm

1.001.051.15

Tabel 6. Faktor koreksi Panjang Bantang, Pelapis dan Lubang Bor (SKEMTON, 1986)

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 TanahTanah 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. Kepadatan

RelatifDr N

Sangat lepas <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

Skemton (1986): Korelasi ini berdasarkan hasil uji Amerika dengan energi efektifKurang 45% dan tegangan efektif vertikal kurang 7,32 ton/m2

Tabel 4. Kepadatan Relatif, Dr, Pasir

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.

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

Tabel 5. N1.60 Vs Kepadatan Relatif, Dr, Pasir

34