STANDARD PENETRATION TEST KITA

1
STANDARD PENETRATION TEST KITA

• Tidak diragukan lagi bahwa salah satu aspek
  terpenting dalam geoteknik adalah penyelidikan
  tanah yang baik dan benar.
• Salah satu uji lapangan yang dapat dikatakan
  hampir selalu dilakukan dalam setiap penyelidikan
  tanah di Indonesia adalah Uji Penetrasi Standar
  (Standard Penetrotion Test) atau umum dikenal
  dengan nama SPT.
• Tidak saja di Indonesia, SPT yang dikembangkan
  sejak 1927 ini juga dipakai secara luas di
  seluruh dunia. Hal ini dikarenakan uji SPT ini
  menggunakan peralatan yang sederhana, mudah
  pengoperasiannya, mudah pemeliharaannya, dan
  relatif murah.

2
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

3
Standard Penetration Test (SPT)
Sudah standarkah SPT kita ?

• 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
Standard Penetration Test (SPT)
Kesukaran mereproduksi nilai N SPT Sejak thn
1956 uji spt distandarisaikan dalam ASTM D 1586
dengan judul Standard Method for Penetration
Test and Spilt-Barrel Sampling of Soil. Meskipun
demikian, ternyata uji yang relatif sederhana ini
sulit untuk menghasilkan nilai N yg sama,
sekalipun dilakukan pada jarak yang berdekatan.
Dalam istilah teknisnya sukar direproduksi.
Kesulitan ini berakibat parameter nuilai N SPT yg
diperoleh sukar digunakan untuk perencanaan,
terutama bila diperlukan perbandingan dgn nilai
SPT dari tempat lain dan korelasi dgn para meter
tanah lain yg diperlukan untuk perencanaan.

• Faktor-fektor kesukaran mereproduksi nilai SPT
  (penelitian ahli)
• Variasi dalam peralatan SPT yang digunakan.
• Variasi tinggi jatuh yang tidak selalu 760 mm.
• Gesekan yg terjadi antara palu penumbuk dgn
  batang pengarah yg digunakan.
• Pemakaian mata tabung belah yg sudah aus, bengkok
  atau rusak.
• Kegagalan menempatkan tabung belah pada dasar
  lubang bor yg tidak terganggu.
• Lubang bor yg tidak bersih
• Muka air atau lumpur bor (drilling fluid) dalam
  lubang bor lebih rendah dari MAT. Akibatnya dasar
  lubang bor dapat mengalami pelunakan atau
  membubur (quick)
• Ada krikil pada mata tabung belah SPT
• Pengeboran yang tidak baik
• Efek tekanan tanah (overburden pressure). Tanah
  dgn pedatan sama akan memberikan nilai N yg lebih
  rendah bila berada dekat dengan permukaan tanah.

5
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.

6
Cara Kerja Alat SPT

• Membuat lubang bor hingga ke kedalaman uji SPT
  akan dilakukan
• Suatu alat yang dinamakan standard split-barrel
  spoon sampler dimasukan ke dalam tanah pada
  dasar lubang bor dengan memakai suatu beban
  penumbuk (drive weight) seberat 140 pound
  (63,5kg) yang dijatuhkan pada ketinggian 30 in
  (76cm)...........(762 cm)
• Setelah split spoon ini dimasukkan 6 in (15 cm)
  jumlah pukulan ditentukan untuk memasukkannya 12
  in (30 cm) berikutnya.
• Jumlah pukulan ini disebut nilai N (N number or N
  value) dengan satuan pukulan per kaki (blows per
  foot).
• Setelah percobaan selesai, split spoon
  dikeluarkan dari lubang bor dan dibuka untuk
  mengambil contoh tanah yang tertahan didalamnya.
• Contoh ini dapat dipakai untuk percobaan
  klasifikasi semacam batas Atterberg dan ukuran
  butir, tetapi kurang sesuai untuk percobaan lain
  karena diameter terlampau kecil dan tidak dapat
  dianggap sungguh-sungguh asli.

Pukulan 6 inch pertama dimaksudkan untuk
menempatkan tabung belah pada lapisan tanah yang
tidak terganggu. Jumlah pukulan dua interval 6
inch berikutnya diambil sebagai nilai N
7
CARA KERJA ALAT SPT
Cara melakukan percobaan pada alat SPT sebagai
berikut Suatu alat yang dinamakan split spoon
samper dimasukkan kedalam tanah dasar lubang bor
dengan memakai beban penumbuk (drive weight)
seberat 140 pound (63 kg) yang dijatuhkan dari
ketinggian 30 in (76 cm). Setelah split spoon
dimasukkan 6 in (15 cm) jumlah pukulan
ditentukan untuk memasukannya 12 in (30,5 cm)
berikutnya. Jumlah pukulan disebut N (N number or
N value) dengan satuan pukulan/kaki (blow per
foot). Pemboran menunjukan penolakan dan
pengujian diberhentikan apabila diperlukan 50
kali pukulan untuk setiap pertambahan 150 mm,
atau telah mencapai 100 kali pukulan, atau 10
pukulan berturut-turut tidak menunjukan kemajuan.
8
Alat SPT

• Percobaan ini adalah suatu macam percobaan
  dinamis yang berasal dari Amerika Serikat.
• Alat serta cara melakukan percobaan seperti yang
  diperlihatkan pada Gambar 3.2.

Sejak tahun 1956 uji SPT ini distandarisasi dalam
ASTM D 1586 dengan judul Standard Method for
Pentration Test and Spilt Barrel Smpling of
Soil.
9
Gambar 3.2 SPT
Bila mana penetrasi yang disyaratkan tidak
tercapai karena dijumpai tanah keras (batuan)
maka jumlah pukulan yang diperlukan untuk
mancapai 12 inch pertama yang diambil sebagai
nilai N. Bilamana ini juga tidak tercapai maka
biasanya nilai N disebut dengan menyatakan
kedalaman penetrasi yang dapat tercapai (contoh
70/100 artinya diperlukan sejumlah 70 pukulan
untuk mencapai penetrasi sebesar 100 mm.
10
Cara Kerja SPT
Bila penetrasi awal melebihi 450 mm, maka
pengujian ditiadakan dan nilai N diambil sama
dengan nol
Beban penumbuk 140 pound (63,5 kg)
Tinggi jatuh 30 in (75 cm)
Kecepatan pemukulan direkomendasi adalah
rata-rata 30 pukulan per menit.
casing
Jumlah pukulan Ditentukan pada Jarak 12 inc (30
cm)
Split spoon sampler
11
TABUNG BELAH SPT
ISSMFE merekomendasi tabung belah SPT harus
terbuat dari baja yang diperkeras (hardened
steel) dengan kedua permukaan luar dan dalam yang
halus. Diameter luar berukuran 51 1 mm dan
diameter dalamnya 31 1 mm. Panjangnya minimal
457 mm.
Ujung bawah tabung belah tersebut dilengkapi
dengan sepatu pancang (driving shoe) sepanjang 76
1 mm dengan diameter dalam dan diameter dalam
dan diameter luar yang sama dengan tabung
belahnya. Sisi luar ujung sepatu pancang dibuat
memipih kearah dalam sepanjang 19 mm. Bahan
sepatu pancang ini harus terbuat dari bahan yang
sama dengan bahan tabung belah. Bila sepatu
pancang telah mulai aus atau berubah bentuk maka
sepatu pancang ini harus segera diganti.
12
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
13
(No Transcript)
14
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 masing-masing
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 .
15

• Walaupun sudah distandarisasi, ternyata kemudian
  bahwa uji yang relatif sederhana ini sulit untuk
  menghasilkan nilai N yang sama, sekalipun
  dilakukan pada jarak yang berdekatan. Dalam
  istilah teknisnya, uji SPT dikatakan sukar
  direproduksi.
• Padahal reproduksi dan ketepatan hasil uji
  merupakan persyaratan penting dalam segala macam
  metoda pengujian di lapangan.
• Kesulitan mengakibatkan parameter nilai N SPT
  yang didapat sukar digunakan untuk perencanaan,
  terutama bila diperlukan perbandingan dengan
  nilai SPT dari tempat lain dan korelasi dengan
  parameter tanah lainnya yang diperlukan untuk
  perencanaan.
• Penelitian yang dilakukan oleh para ahli
  menunjukkan bahwa kesukaran meresproduksi nilai
  SPT adalah karena faktor-faktor sbb
• Variasi dalam peralatan SPT yang digunakan.
• Variasi tinggi jatuh yang tidak selalu tepat 760
  mm.
• Gesekan yang terjadi antara palu penumbk dengan
  batang pengarah yang digunakan.
• Pemakaian mata tabung belah SPT yang sudah aus,
  bengkok tau rusak.
• Kegagalan untuk menempatkan mata tabung belah SPT
  pada dasar bor yang tidak terganggu.
• Dsar lubang bor yang tidak bersih.
• Muka air atau lumpur (drilling fluid) di dalam
  lubang bor lebih rendah dari pada permukaan
  tanah. Akibat dari hal ini dasar lubang dapat
  mengalami pelunakan atau bahkan membubur.
• Adanya krikil pada mata tabung belah SPT.
• Pengeboran yang tidak baik.
• Efek tekanan tanah (overburden pressure). Tanah
  dengan kepadatan yang sama akan memberikan nilai
  N yang lebih rendah bila berada dekat dengan
  permukaan tanah.

16
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 lt 15 nilai N tidak
perlu dikoreksi
17
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
• Lokasi
• Tanggal pemboran sampai di elevasi pengujian
• Tanggal dan waktu dimulainya pengujian SPT
• Nomor lubang bor
• Kedalaman muka air tanah
• Diameter lubang bor
• Cara pengeboran dan ukuran casing (bila
  diperlukan)
• Kedalaman dasar bor
• Kedalaman dasar casing
• Kedalaman muka air atau lumpur boir di dalam
  lubang bor pada saat uji SPT dilakukan
• Jenis palu SPT dan metoda penjatuhannya
• Ukuran dan berat batang yang digunakan untuk uji
  SPT
• Tinggi jatuh palu
• Kedalaman penetrasi awal akibat berat sendiri
  rangkaian alat
• Perlawanan penetrasi tahap awal dan perlawanan
  penetrasi uji SPT (3 kali per 150 mm)
• Deskripsi tanah sebagaimana diperoleh dalam
  tabung SPT
• Catatan pengamatan mengenai kestabilan lapisan
  yang diuji, atau hambatan yang dialami selama
  proses pengujian yang akan sangat membantu dalam
  menginterprestasi hasil pengujian
• Hasil kalibrasi, bila ada. (catatan kalibrasi
  harus dilakukan pada setiap alat dan juga pada
  personel yang mengoperasikan peralatan tersebut.

18
(No Transcript)
19
BH.1 S.1
20
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
Sangat lepas lt0,15 lt4
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 gt50
Skemton (1986) Korelasi ini berdasarkan hasil
uji Amerika dengan energi efektif Kurang 45 dan
tegangan efektif vertikal kurang 7,32 ton/m2
21
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 lt0,15 lt4 lt3
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 gt50 gt42
22
Tabel 5. Hasil Pengukuran Energi pada Berbagai
Sistem SPT (SKEMPTON, 1986 Carter Bentley,
1991)
Sistem Penjatuhan Palu Sistem Penjatuhan Palu Sistem Penjatuhan Palu Jenis Palu Jenis Palu Jenis Palu
Negara Sistem Ukuran Pemutar µ () Palu Berat (kg) Bantalan ? () Er ()
Jepang Otomatis (Tombi) - 100 Donut 2.0 0.78 78
Jepang T-K-P (2 putaran) Kecil 130 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) Kecil 100 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) Besar 200 mm 70 Pengaman (safety) 2.5 0.79 55
Inggris T-K-P (2 putaran) Kecil 100 mm Selubung (Old Standard) 3.0 50
Amerika T-K-P (2 putaran) Besar 200mm 70 Donut 12.0 0.64 45
23
Tabel 7. Hubungan Nilai N SPT dengan Kepadatan
tanah Lempung
Kepadatan (Consistency) N 45 N 60 Pengujian dengan Tangan Berat jenis ?sat (t/m3)
Sangat lunak (very Soft) lt2 lt2 Keluar dari jari-jari tangan bila ditekan dalam gengaman 1.44-1.60
Lunak (soft) 2-4 2-3 Dapat dibentuk hanya dengan tekanan lemah 1.60-1.76
Teguh (Firm) 4-8 3-6 Dapat dibentuk engan tekanan kuat 1.76-1.92
Kokoh (Stiff) 8-15 6-11 Bertanda bila ditekan kuat 1.92-2.08
Sangat Kokoh (Very Stiff) 15-30 11-23 Bertanda bila ditekan dengan ibu jari 2.08-2.24
Keras (Hard) gt30 gt23 Sukar digurat dengan kuku ibu jari 2gt2.00
Tanah Lempung Hubungan kepadatan tanah lempung
dengan nilai N SPT pertama kali juga dikembangkan
oleh Terzaghi dan Peck (1948) di Amerika. Seperti
juga alat SPT ener 45 dikonversikan ke standar
60
24
Korelasi nilai N SPT dengan Kuat Geser Tanah ?
Tanah Pasir Tanah pasir adalah tanah yang tidak
berkohesi kuat gesernya (shear strength)
semata-mata ditentukan oleh parameter Sudut Geser
Dalam (Angle of Internal Friction), ?. Grafik
korelasi nilai N SPT vs ? yang sangat populer
adalah grafik korelasi yang diberikan oleh Peck,
Hansen dan Thomburn (1974), sebagaimana disajikan
pada Gambar 12. Nilai N yang digunakan disini
adalah nilai N yang diperoleh dengan ala SPT
ber-energi efektif Er 45 . Sebelum
dipergunakan nilai N dari hasil uji perlu
dikoreksi ke energi efektif 45 dan tegangan
vertikal efektif 1 kg/cm2 (N1.45).
Gambar 12. N vs ?
25
(No Transcript)
26
(No Transcript)