Uji Standard Penetration Test (SPT)

Pengertian Standard Penetration Test (SPT)

SPT (standard penetration test) adalah metoda pengujian di lapangan dengan memasukkan (memancangkan) sebuah Split Spoon Sampler (tabung pengambilan contoh tanah yang dapat dibuka dalam arah memanjang) dengan diameter 50 mm dan panjang 500 mm

Split spoon sampler dimasukkan (dipancangkan) ke dalam tanah pada bagian dasar dari sebuah lubang bor. Uji Standard Penetration Test (SPT) dilakukan pada setiap lubang bor teknik dengan interval pengujian setiap 2,0 m. Pada uji SPT, indikasi tanah keras diartikan sebagai lapisan tanah dengan nilai SPT di atas 50 pukulan / 30,0 cm sebanyak 3 (tiga) kali pada 3 (tiga) kedalaman berturut turut

Prinsip pelaksanaan uji penetrasi standar (SPT) yaitu dengan memukul sebuah tabung standar kedalam lubang bor sedalam 450 mm menggunakan palu 63,5 kg yang jatuh bebas dari ketinggian 760 mm. Yang dihitung adalah jumlah pukulan untuk melakukan penetrasi sedalam 150 mm. Jumlah yang digunakan adalah pada penetrasi sedalam 300 mm terakhir. Pengujian SPT mengacu pada SNI 4153:2008 dan ASTM D-1586-67

Perbedaan Hasil Pengujian SPT

Variasi dari hasil pengujian dapat disebabkan oleh:

a. Peralatan dibuat oleh pabrik yang berbeda. Namun demikian rotary auger dengan safety hammer merupakan kombinasi yang lebih umum

b. Konfigurasi hammer

c. Panjang batang penghubung (drill rod). Untuk panjang batang lebih dari 10 m dan nilai SPT lebih dari 30, pengaruh panjang batang ini cukup besar. Drill rod yang panjang dan lebih berat akan memperkecil energi yang diterima oleh batang sampel

d. Tegangan vertikal efektif

e. Variasi tinggi jatuh

f. Bila digunakan cat-head, jumlah lilitan dapat mempengaruhi energi

g. Cara pemboran dan metode stabilisasi dinding lubang bor

h. Lubang yang tidak sempurna pembersihannya dapat mengakibatkan runtuhan tanah terperangkap ke dalam split spoon dan dapat menyebabkan NSPT yang lebih besar dari nilai yang sebenarnya

i. Dipakai atau tidaknya liner

j. Ukuran lubang bor

Peralatan Standard Penetration Test (SPT)

Peralatan yang diperlukan dalam uji penetrasi dengan SPT adalah sebagai berikut:
a. Mesin bor yang dilengkapi dengan peralatannya
b. Mesin pompa yang dilengkapi dengan peralatannya
c. Split barrel sampler
d. Palu dengan berat 63,5 kg dengan toleransi meleset ± 1%
e. Alat penahan (tripod)
f. Rol meter
g. Alat penyipat datar
h. Kerekan
i. Kunci-kunci pipa
j. Tali yang cukup kuat untuk menarik palu
k. Perlengkapan lain

Bahan Penunjang Uji Standard Penetration Test (SPT)

Bahan penunjang pengujian yang dipergunakan adalah:
a. Bahan bakar (bensin, solar)
b. Bahan pelumas
c. Balok dan papan
d. Tali atau selang
e. Kawat
f. Kantong plastik
g. Formulir untuk pengujian
h. Perlengkapan lain

Prosedur Uji dan Hasil Uji SPT

Prosedur uji SPT mengacu pada SNI 4153:2008, di antaranya sebagai berikut:

a. Mempersiapkan lubang bor hingga kedalaman uji

b. Memasukkan alat split spoon sampler secara tegak

c. Pastikan hammer jatuh dengan free falling (terjun bebas), tanpa ada hambatan sampai menumbuk

d. Menumbuk dengan hammer dan mencatat jumlah tumbukan setiap 15 cm penetrasi. Hammer dijatuhkan secara bebas pada ketinggian 760 mm

e. Nilai tumbukkan dicatat 3 kali (N0, N1, N2) dimana nilai Nspt = N1+N2. Split spoon sampler diangkat ke atas dan kemudian dibuka. Sampel yang diperoleh dengan cara ini merupakan sampel yang sangat terganggu

f. Sampel yang diperoleh dimasukkan ke dalam plastik untuk diuji di laboratorium. Pada plastik tersebut harus diberikan catatan nama proyek, kedalaman dan nilai N

Pengawasan Mutu Uji SPT

Pengawasan terhadap mutu uji SPT mengacu pada SNI 4153:2008, di antaranya sebagai berikut:

1. Pengawasan terhadap persiapan uji

Lakukan persiapan pengujian SPT di lapangan dengan tahapan sebagai berikut:
a. Blok penahan sudah dipasang di pipa bor
b. Pipa bor sudah diberi tanda pada ketinggian 75 cm
c. Kedalaman lubang bor yang akan diuji sudah dibersihkan
d. Split barrel sampler sudah dipasang di pipa bor
e. Pipa bor pada ujung lainnya sudah disambungkan
f. Peralatan uji SPT masuk kedalam dasar
lubang bor sampai kedalaman yang diinginkan
g. Batang bor sudah diberi tanda mulai dari 15 cm, 30 cm dan 45 cm

2. Pengawasan terhadap prosedur pengujian

Pengawasan prosedur pengujian SPT di lapangan dengan tahapan sebagai berikut:

a. Interval pengujian diambil 2,0 m
b. Tali pengikat palu sudah ditarik sampai pada tandan yang telah dibuat (sekitar 75 cm)
c. Palu dilepas dan jatuh bebas menimpa penahan
d. Dilakukan sampai penetrasi 15 cm pertama
e. Dihitung jumlah pukulan atau tumbukan N pada penetrasi 15 cm yang pertama
f. Di ulangi 3 langkah diatas sampai pada penetrasi 15 cm yang kedua dan ketiga
g. Dicatat pukulan setiap penetrasi 15 cm
h. Jumlah pukulan pertama diabaikan (hanya N2 + N3)
i. Nilai N sudah lebih besar daripada 50
j. Penghitungan nilai N dilanjutkan sampai 3 kali kedalaman pertama

Pengambilan Sampel Tanah

Pengambilan sampel tanah ini dapat terjadi dalam dua kondisi yaitu kondisi tanah terganggu (disturb soil) dan tanah tidak terganggu (undisturb soil). Undisturbed sample adalah contoh tanah yang masih menunjukkan sifat asli tanah. Disturbed sample adalah sampel tanah yang diambil tanpa ada usaha yang dilakukan untuk melindungi struktur asli tanah tersebut

Sampel undisturbed ini secara ideal tidak mengalami perubahan struktur, kadar air, dan susunan kimia. Sampel tanah yang benar-benar asli tidak mungkin diperoleh, tetapi kerusakan sampel tanah dapat dibatasi sekecil mungkin. Tujuan dari pengambilan contoh adalah untuk pengujian laboratorium lebih lanjut supaya mendapatkan informasi geoteknik, seperti kuat geser dan karakteristik deformasi yang dibutuhkan untuk disain yang aman dan ekonomis

Pengambilan sampel tak terganggu (Undisturbed Sample/UDS) umumnya dilakukan pada setiap lubang bor teknik dengan interval 5,0 m dan akan diuji di laboratorium. Pengambilan sampel tak terganggu (UDS) mengikuti spesifikasi ASTM D-1587-83

1. Pengambilan Sampel Tanah Terganggu

Sampel ini diperoleh dengan menggunakan alat yang mungkin dapat menghancurkan struktur makro tanah tetapi tidak mengganggu komposisi mineraloginya, dan dapat dilakukan dengan berbagai metode. Spesimen contoh ini dapat digunakan untuk mengetahui perkiraan litologi umum endapan tanah, identifikasi komponen tanah dan tujuan klasifikasi umum, ukuran butiran, batas-batas atterberg dan karakteristik pemadatan tanah.

2. Tabung Laras Belah (Split Barrel)

Tabung laras belah dapat digunakan untuk mengambil contoh tanah terganggu dari semua jenis tanah. Tabung tipikal ini digunakan untuk uji penetrasi standar atau SPT (ASTM D1586), dengan tabung contoh dipukul oleh hammer seberat 63,5 kg dan tinggi jatuh 76 mm. Pada umumnya, tabung berukuran standar panjang 457 mm dan 610 mm dengan diameter dalam berkisar antara 38,1 dan 114,3 dalam inkremen sebesar 12,7 mm.

3. Tabung Modifikasi California

Tabung modifikasi california adalah tabung berbaris yang ukurannya besar dengan diameter luar 64 mm dan diameter dalam 51 mm. Sepatu pisau hampir sama dengan tabung laras belah, tetapi diameter dalam umumnya 49 mm

4. Pengambilan Sampel Tanah Tak Terganggu (Undisturbed sample)

Sampel tanah tak terganggu yang diperoleh dari lapisan tanah lempung akan digunakan dalam uji laboratorium untuk mengetahui sifat-sifat teknik tanah. Sampel tanah tak terganggu dari tanah berbutir kasar dapat juga diambil dengan prosedur khusus, seperti pembekuan atau pengisian lilin dan tabung blok atau tabung inti. Pengambilan sampel yang dilakukan dengan alat khusus ini, digunakan untuk membantu mengurangi gangguan pada struktur tanah in situ dan kadar air tanahnya. Sampel tanah tidak terganggu dapat pula digunakan untuk mengetahui kekuatan, stratifikasi, kelulusan air, kepadatan, konsolidasi, sifat dinamik, dan sifat teknik tanah lainnya. Pengambilan sampel tanah tak terganggu disarankan setiap interval kedalaman 5 meter dan setiap lapisan tanah.

5. Tabung dinding tipis (thin wall sampler)

Tabung dinding tipis biasanya digunakan untuk mendapatkan contoh tanah kohesif yang relatif tidak terganggu untuk keperluan uji kekuatan dan uji konsolidasi. Tabung dinding tipis yang biasanya digunakan mempunyai diameter luar 76 mm (3,071) dan diameter dalam 73 mm dengan rasio luas sebesar 9%. Diameter luar bervariasi antara 51 mm dan 76 mm dan panjang tipikal berkisar dari 700 mm sampai 900 mm. Tabung berdiameter lebih besar digunakan untuk contoh yang berkualitas lebih tinggi agar gangguan pengambilan contoh dapat dikurangi (ASTM D 1587).

6. Tabung Piston

Tabung piston adalah tabung dinding tipis yang dilengkapi dengan piston, batang, dan modifikasi kepala tabung, yang dikenal pula sebagai tabung Osterberg atau Hvorslev. Tabung ini terutama digunakan untuk pengambilan contoh tanah lunak yang sulit dilakukan, walaupun dapat juga digunakan untuk tanah kaku.

7. Tabung Pitcher

Tabung pitcher digunakan untuk lempung kaku sampai keras dan batuan lunak serta disesuaikan dengan pengambilan contoh sedimen, yang terdiri atas lapisan keras dan lunak. Komponen-komponen utama terdiri atas laras inti putar luar dengan bit dan bagian dalam yang tetap, beban pegas, tabung dinding tipis yang mendorong atau menarik batang bor laras luar, dan bergantung pada kekerasan material yang akan dipenetrasi.

Alat-Alat Pengambilan Sampel Tanah

Alat-alat yang dibutuhkan untuk pengambilan sampel tanah adalah:
1. Tabung yang dibutuhkan
2. Lilin Parafin
3. Plastik Pembungkus tanah
4. Label untuk sampel tanah

Pengawasan Pengambilan Sampel Tanah

Pengawasan pengambilan sampel tanah dibagi menjadi dua tahap, yaitu:

1. Pengawasan pengambilan sampel tanah

a. Pengawasan pengambilan sampel tanah tak terganggu (Undisturbed Sample/UDS) sebagai berikut:

b. Tabung tidak penyok (dalam kondisi baik)
c. Lubang bor tidak mengalami hambatan sebelum pengambilan sampel
d. Penekanan dalam kecepatan konstan untuk tanah lunak-sedang
e. Penekanan dalam satu kali dorongan untuk tanah lunak-sedang
f. Pemukulan tabung dilakukan untuk tanah sedang dan lengket
g. Penetrasi tabung ≤ 6x diameter tabung untuk tanah sedang dan lengket

2. Pengawasan penyimpanan sampel tanah

a. Penyimpanan dan perlakuan benda uji / tabung sampel tanah tak terganggu (Undisturbed Sample/UDS) sebagai berikut:

b. Tabung ditutup dengan lilin parafin
c. Disimpan ditempat teduh
d. Tabung diberi label
e. Tabung dibungkus busa selama pengangkutan
f. Penyimpanan dilakukan dalam kondisi tegak dan ruangan yang sejuk
g. Pengujian laboratorim dilakukan segera

Uji Standard Penetration Test (SPT) 01

Kesimpulan

Uji Standard Penetration Test (SPT) digunakan untuk menganalisis desain struktur jembatan, terutama untuk menghitung struktur pondasi jembatan. Dari perhitungan struktur pondasi jembatan dapat diketahui kontrol guling, geser dan stabilisasi tanah. Dengan begitu akan memperoleh jembatan yang kuat, efisien dan ekonomis.

Konsultan Teknik Sipil