Uji Penetrasi Dengan Alat Sondir

Pengertian Sondir

Sondir adalah alat yang digunakan untuk memperoleh parameter-parameter perlawanan penetrasi lapisan tanah disuatu lokasi tertentu. Parameter tersebut berupa perlawanan konus, perlawanan geser, angka banding geser, dan geseran total tanah, yang dapat digunakan untuk interpretasi perlapisan tanah yang merupakan bagian dari desain fondasi.

Peralatan uji penetrasi ini antara lain terdiri atas peralatan penetrasi konus, bidang geser, bahan baja, pipa dorong, batang dalam, mesin pembeban hidraulik, dan perlengkapan lainnya.

Istilah Dalam Sondir

Angka banding geser adalah perbandingan antara perlawanan geser dan perlawanan konus (fs/qc), dinyatakan dalam persen.

Gigi dorong adalah gigi yang mendorong penekan hidraulik melalui suatu roda gigi yang merupakan bagian dari alat ukur penetrasi.

Kekuatan geser tanah adalah tahanan atau tegangan geser maksimum yang dapat ditahan oleh tanah pada kondisi pembebanan tertentu.

Konus adalah ujung alat penetrasi yang berbentuk kerucut untuk menahan perlawanan tanah.

Penetrometer konus ganda adalah alat penetrasi konus dengan sondir untuk mengukur komponen perlawanan ujung dan perlawanan geser lokal terhadap gerakan penetrasi.

Penetrometer konus tunggal adalah alat penetrasi konus dengan sondir untuk mengukur komponen perlawanan ujung terhadap gerakan penetrasi.

Penyondiran adalah serangkaian pengujian penetrasi yang dilakukan di suatu lokasi dengan menggunakan alat penetrasi konus.

Perlawanan geser (fs) adalah nilai perlawanan terhadap gerakan penetrasi akibat geseran yang besarnya sama dengan gaya vertikal, yang bekerja pada bidang geser dibagi dengan luas permukaan selimut geser; perlawanan ini terdiri atas jumlah geseran dan gaya adhesi.

Perlawanan konus atau perlawanan daya dukung (qc) adalah nilai perlawanan terhadap gerakan penetrasi konus yang besarnya sama dengan gaya vertikal yang bekerja pada konus dibagi dengan luas ujung konus.

Tegangan geser tanah adalah perlawanan tanah terhadap deformasi bila diberi tegangan geser.

Bagian Bagian Alat Sondir

1. Konus

Konus yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :

a. Ujung konus bersusut 60 ± 5

b. Ukuran diameter konus adalah 35,7 mm ± 0,4 mm atau luas proyeksi konus = 10 cm2

c. Bagian runcing ujung konus berjari-jari kurang dari 3 mm. Konus ganda harus terbuat dari baja dengan tipe dan kekerasan yang cocok untuk menahan abrasi dari tanah

2. Selimut (bidang) geser

Selimut (bidang) geser yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

a. Ukuran diameter luar selimut geser adalah 35,7 mm ditambah dengan 0 mm s.d 0,5 mm

b. Proyeksi ujung alat ukur penetrasi tidak boleh melebihi diameter selimut geser

c. Luas permukaan selimut geser adalah 150 cm2 ± 3 cm2

d. Sambungan-sambungan harus didesain aman terhadap masuknya tanah

3. Pipa dorong

Batang-batang yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

a. Pipa terbuat dari bahan baja dengan panjang 1,00 m

b. Pipa harus menerus sampai konus ganda agar penampang pipa tidak tertekuk jika disondir/didorong

c. Ukuran diameter luar pipa tidak boleh lebih besar daripada diameter dasar konus ganda untuk jarak minimum 0,3 m di atas puncak selimut geser

d. Setiap pipa sondir harus mempunyai diameter dalam yang tetap

e. Pipa-pipa tersambung satu dengan yang lainnya dengan penyekrupan, sehingga terbentuk rangkaian pipa kaku yang lurus

f. Pipa bagian dalam harus dilumasi untuk mencegah korosi

4. Batang dalam

Batang-batang dalam yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

a. Batang dalam terbuat dari bahan baja dan terletak di dalam pipa dorong

b. Batang-batang dalam harus mempunyai diameter luar yang konstan

c. Panjang batang-batang dalam sama dengan panjang pipa-pipa dorong dengan perbedaan kira-kira 0,1 mm

d. Batang dalam mempunyai penampang melintang yang dapat menyalurkan perlawanan konus tanpa mengalami tekuk atau kerusakan lain

e. Jarak ruangan antara batang dalam dan pipa dorong harus berkisar antara 0,5 mm dan 1,0 mm

f. Pipa dorong dan batang dalam harus dilumasi dengan minyak pelumas untuk mencegah korosi

g. Pipa dorong dan batang dalam harus bersih dari butiran-butiran untuk mencegah gesekan antara batang dalam dan pipa dorong

5. Mesin pembeban hidraulik

Mesin pembeban yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

a. Rangka mesin pembeban harus dijepit oleh 2 buah batang penjepit yang diletakkan pada masing-masing jangkar helikoidal agar tidak bergerak pada waktu pengujian

b. Rangka mesin pembeban berfungsi sebagai dudukan sistem penekan hidraulik yang dapat digerakkan naik/turun

c. Sistem penekan hidraulik terdiri atas engkol pemutar, rantai, roda gigi, gerigi dorong dan penekan hidraulik yang berfungsi untuk mendorong/menarik batang dalam dan pipa dorong

d. Pada penekan hidraulik terpasang 2 buah manometer yang digunakan untuk membaca tekanan hidraulik yang terjadi pada waktu penekanan batang dalam, pipa dorong dan konus (tunggal atau ganda).

Untuk pembacaan tekanan rendah disarankan menggunakan manometer berkapasitas 0 Mpa s.d 2 MPa dengan ketelitian 0,05 Mpa. Untuk pembacaan tekanan menengah digunakan manometer berkapasitas 0 MPa s.d 5 MPa dengan ketelitian 0,05 MPa, dan untuk pembacaan tekanan tinggi digunakan manometer berkapasitas 0 MPa s.d 25 MPa dengan ketelitian 0,1 MPa.

Kalibrasi

Semua alat ukur harus dikalibrasi minimum 1 kali dalam 3 tahun dan pada saat diperlukan, sesuai dengan persyaratan kalibrasi yang berlaku.

Cara Pengujian

1. Persiapan pengujian

Lakukan persiapan pengujian sondir di lapangan dengan tahapan sebagai berikut:

a. Siapkan lubang untuk penusukan konus pertama kalinya, biasanya digali dengan linggis sedalam sekitar 5 cm

b. Masukkan 4 buah angker ke dalam tanah pada kedudukan yang tepat sesuai dengan letak rangka pembeban

c. Setel rangka pembeban, sehingga kedudukan rangka berdiri vertikal

d. Pasang manometer 0 MPa s.d 2 MPa dan manometer 0 MPa s.d 5 MPa untuk penyondiran tanah lembek, atau pasang manometer 0 MPa s.d 5 MPa dan manometer 0 MPa s.d 25 MPa untuk penyondiran tanah keras

e. Periksa sistem hidraulik dengan menekan piston hidraulik menggunakan kunci piston, dan jika kurang tambahkan oli serta cegah terjadinya gelembung udara dalam sistem

f. Tempatkan rangka pembeban, sehingga penekan hidraulik berada tepat di atasnya

g. Pasang balok-balok penjepit pada jangkar dan kencangkan dengan memutar baut pengecang, sehingga rangka pembeban berdiri kokoh dan terikat kuat pada permukaan tanah. Apabila tetap bergerak pada waktu pengujian, tambahkan beban mati di atas balok-balok penjepit

h. Sambung konus ganda dengan batang dalam dan pipa dorong serta kepala pipa dorong; dalam kedudukan ini batang dalam selalu menonjol keluar sekitar 8 cm di atas kepala pipa dorong. Jika ternyata kurang panjang, bisa ditambah dengan potongan besi berdiameter sama dengan batang dalam

2. Prosedur Pengujian Penetrasi Konus

Lakukan pengujian penetrasi konus ganda dengan langkah-langkah sebagai berikut:

a. Tegakkan batang dalam dan pipa dorong di bawah penekan hidraulik pada kedudukan yang tepat

b. Dorong/tarik kunci pengatur pada kedudukan siap tekan, sehingga penekan hidraulik hanya akan menekan pipa dorong

c. Putar engkol searah jarum jam, sehingga gigi penekan dan penekan hidraulik bergerak turun dan menekan pipa luar sampai mencapai kedalaman 20 cm sesuai interval pengujian

d. Pada tiap interval 20 cm lakukan penekanan batang dalam dengan menarik kunci pengatur, sehingga penekan hidraulik hanya menekan batang dalam saja (kedudukan 1, lihat Gambar 5)

e. Putar engkol searah jarum jam dan jaga agar kecepatan penetrasi konus berkisar antara 10 mm/s sampai 20 mm/s ± 5. Selama penekanan batang pipa dorong tidak boleh ikut turun, karena akan mengacaukan pembacaan data

3. Pembacaan Hasil Pengujian

Lakukan pembacaan hasil pengujian penetrasi konus sebagai berikut:

a. Baca nilai perlawanan konus pada penekan batang dalam sedalam kira-kira 4 cm pertama dan catat pada formulir pada kolom Cw

b. Baca jumlah nilai perlawanan geser dan nilai perlawanan konus pada penekan batang sedalam kira-kira 4 cm yang kedua dan catat pada formulir

4. Pengulangan Langkah-Langkah Pengujian

Ulangi langkah-langkah pengujian tersebut di atas hingga nilai perlawanan konus mencapai batas maksimumnya (sesuai kapasitas alat) atau hingga kedalaman maksimum 20 m s.d 40 m tercapai atau sesuai dengan kebutuhan. Hal ini berlaku baik untuk sondir ringan ataupun sondir berat.

5. Penyelesaian Pengujian

a. Cabut pipa dorong, batang dalam dan konus ganda dengan mendorong/menarik kunci pengatur pada posisi cabut dan putar engkol berlawanan arah jarum jam

b. Catat setiap penyimpangan pada waktu pengujian

Perhitungan

Prinsip dasar dari uji penetrasi statik di lapangan adalah dengan anggapan berlaku hukum Aksi Reaksi, seperti yang digunakan untuk perhitungan nilai perlawanan konus dan nilai perlawanan geser di bawah ini:

1. Perlawanan konus (qc)

Nilai perlawanan konus (qc) dengan ujung konus saja yang terdorong, dihitung dengan menggunakan persamaan:

2. Perlawanan geser (fs)

Nilai perlawanan geser lokal diperoleh bila ujung konus dan bidang geser terdorong bersamaan, dan dihitung dengan menggunakan persamaan:

3. Angka banding geser (Rf)

Angka banding geser diperoleh dari hasil perbandingan antara nilai perlawanan geser lokal (fs) dengan perlawanan konus (qs), dan dihitung dengan menggunakan persamaan:

4. Geseran total (Tf)

Nilai geseran total (Tf) diperoleh dengan menjumlahkan nilai perlawanan geser lokal (fs) yang dikalikan dengan interval pembacaan, dan dihitung dengan menggunakan persamaan:

Prosedur Perhitungan

Lakukan perhitungan perlawanan konus (qc), perlawanan geser (fs), angka banding geser (Rf), dan geseran total (Tf) tanah dan penggambaran hasil pengujian dengan tahapan berikut

a. Hitung perlawanan konus (qc) bila ujung konus saja yang terdorong dengan menggunakan persamaan (1) s.d (4)

b. Hitung perlawanan geser (fs) lokal bila ujung konus dan bidang geser terdorong bersamaan dengan menggunakan persamaan (5) s.d (8)

c. Hitung angka banding geser (Rf) dengan menggunakan persamaan (9)

d. Hitung geseran total (Tf) tanah dengan menggunakan persamaan (10)

Kesimpulan

Dalam melakukan uji penetrasi lapangan ini digunakan metode pengujian lapangan dengan alat sondir yang berlaku baik untuk alat penetrasi konus tunggal maupun ganda yang ditekan secara mekanik (hidraulik) untuk memperoleh parameter-parameter perlawanan penetrasi lapisan tanah disuatu lokasi tertentu.

Konsultan Teknik Sipil