Uji Sondir Mekanis ASTM D3441-05: Niversitas Endidikan Ndonesia [PDF]

Citation preview

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 1.



LINGKUP



a)



Metode uji ini mencakup penentuan nilain tahanan ujung (qc) dan gesekan selimut (fs) pada penetrasi sondir secara kontinu ke dalam tanah. Metode uji ini dikenal dengan istilah “sondir” di Indonesia, atau juga dinamakan “Cone Penetration Test”, disingkat CPT. Manual ini khusus mencakup sondir mekanis. Interpretasi hasil uji ini didasarkan kepada cara empirik.



b)



2.



DEFINISI



Penetrometer : suatu alat yang terdiri dari satu seri batang-batang silindris (batang penekan) dengan bagian ujung yang disebut “penetrometer tip” dan perlengkapan pengukuran untuk menentukan tahanan konus dan gesekan selimut. Konus : bagian dari penetrometer untuk mengukur tahanan ujung. Menurut bentuk konus dapat dibedakan menjadi : 1. Konus sederhana, hanya mengukur tahanan ujung. 2. Konus berselubung (mantle cone), mengukur tahanan ujung dan gesekan selimut. Selimut Geser : bagian penetrometer dimana gesekan akan diukur, disebut juga friction sleeve. Batang-batang Penekan (mantle tube) : tabung berdinding tebal yang digunakan untuk memperpanjang dan menekan masuk ujung penetrometer. Batang-batang Dalam (inner rod) : batang padat di dalam rongga batang-batang penekan untuk menekan ujung sondir. Mesin Penekan : peralatan untuk menekan penetrometer ke dalam tanah yang biasanya diperlengkapi dengan angker/jangkar. Tahanan Konus (tahanan ujung, qc) :



qc 



Qc (kg / cm 2 ) Ac



di mana : Qc = gaya yang bekerja pada konus Ac = luas dasar dari konus Gesekan Selimut (gesekan selimut, fs) :



fs 



Qs As



Qs = Qt – Qc di mana : Qs = gaya yang diperlukan untuk menekan masuk selubung As = luas selubung geser Qs = gaya total yang diperlukan untuk menekan konus dan selubung geser bersama-sama Rasio Gesekan, (friction ratio, Rf) : perbandingan antara gesekan selimut, fs, dengan tahanan ujung konus, qc, pada kedalaman yang sama, dinyatakan dalam persen. 3.



MAKSUD APLIKASI



DAN



TUJUAN



SERTA



Uji sondir adalah untuk mengukur tahanan konus dan gesekan selimut pada penetrasi alat sondir ke dalam tanah secara kontinu, sedangkan tujuan dan aplikasinya adalah untuk : 1. Identifikasi jenis tanah dan penentuan perkiraan profil/stratifikasi tanah 2. Menentukan kedalaman lapis tanah keras (umumnya dianggap pada qc ≥ 250 kg/cm2) 3. Menentukan secara kualitatif kepadatan relatif tanah pasiran dan konsistensi tanah kohesif. 4. Perancangan pondasi. 5. Evaluasi potensi liquifaksi pada tanah pasiran. 6. Pengendalian mutu pekerjaan pemadatan tanah. 7. Untuk menentukan kedalaman bidang longsor pada pekerjaan penyelidikan tanah untuk penanganan longsoran 4. 1.



MANFAAT Uji sondir memberikan data mengenai sifat teknis tanah yang dapat digunakan untuk



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 1



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH



2.



3.



5. 1.



2.



perancangan dan membantu menentukan cara konstruksi pekerjaan tanah serta pondasi. Uji sondir dapat dilaksanakan dengan cepat dan murah. Cara operasinya sederhana sehingga dapat dilakukan oleh teknisi biasa serta tidak membutuhkan keahlian khusus. Pada satu tempat yang berdekatan, uji sondir dapat diulang dengan hasil yang konsisten. KETERBATASAN Uji sondir tidak dapat digunakan pada tanah kerikil/batu dan tidak dapat menembus lapis tanah pasir padat (kecuali dengan kapasitas yang lebih tinggi). Perlu dicatat bahwa bila dicapai nilai tahanan konus qc ≥ 250 kg/cm 2, belum tentu didapat lapis tanah keras dan mungkin sekali tahanan konus yang tinggi akibat adanya lensa pasir padat atau adanya kerakal. Uji sondir tidak memperoleh contoh tanah, oleh karena itu interpretasi hasil uji membutuhkan pengetahuan dan pengalaman engineer. Hasil pemboran di dekat uji sondir dapat digunakan sebagai perbandingan.



7. 1. 2.



6.



PERALATAN



Alat-alat yang digunakan :  Satu alat mesin penekan  Frame sondir dengan ambangnya  Empat buah angker  Manometer (2 macam)  Pipa penekan (mantle tube) dan batang-batang dalam (rod)  Konus  Socket  Sleeve  Kunci-kunci



3.



4.



5. 6. 7.



8. 1. 2. 3.



KETENTUAN Ujung sondir mempunyai sudut puncak 60 o (± 5o) dan luas proyeksi ujung sebesar 10 cm 2 atau diameternya 35,7 mm (± 0,4 mm). Luas selimut 150 cm2 (± 2%) dengan toleransi diameter + 0,5 – 0,0 mm. Batang-batang dalam harus terbuat dari baja dan memiliki diameter yang cukup sehingga tidak mengalami tekuk saat penekanan. Rongga batas antara batang dalam dengan batang penekan berkisar 0,5 – 1,0 mm. Percobaan dilakukan secara menerus : pengukuran dibuat pada waktu seluruh bagian dari penetrometer mempunyai kecepatan penekanan yang sama. Kevertikalan : mesin penekan dipasang sedemikian sehingga penekanan severtikal mungkin (max kemiringan 2%) Kecepatan penekanan 2 cm/det, dengan toleransi 0,5 cm/det. Kecepatan ini harus dipertahankan selama proses penetarsi Interval pembacaan : pembacaan terus menerus dianjurkan, interval pembacaan tidak lebih dari 20 cm. PERSIAPAN UJI Tentukan titik yang akan disondir. Ratakan permukaan agar sondir dapat berdiri tegak lurus. Angker dipasang, banyaknya bergantung kepada keadaan tanahnya, keras atau lembek. Umumnya dipasang 4 buah. Untuk tanah yang



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 2



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH



4.



5. 6.



7. 9.



cukup keras dapat dipasang 2 angker saja. Pemasangan angker dilakukan dengan menekan dan memutar sambil dijaga agar kedudukannya tetap vertical, sehingga kepala batang angker yang berbentuk persegi itu tepat berada di permukaan tanah. Kaki sondir dipasang di antara dua batang angker yang telah tertentu jaraknya dan diikat dengan mur kuping setelah diberi pelat baja dan ring. Setelah itu alat sondir dipasang dengan meletakkan di atas kaki sondir dan diikatkan pada kaki sondir dengan baut-baut. Sesudah alat sondir dipasang, kontrol jumlah oli yang dipergunakan untuk menekan manometer, kedudukan sleeve, rantai gear dan sebagainya.  Alat sondir mempunyai 2 buah manometer dengan kapasitas masing-masing 50 kg/cm2 dan 250 kg/cm2. Bila tanah lembek, digunakan manometer dengan kapasitas rendah dan sebaliknya bila tanah cukup keras, manometer kapasitas tinggi yang digunakan.  Oli diisi penuh kemudian kunci dipasang pada piston, lalu piston dikocok dengan cara menekan ke atas dan menarik ke bawah. Selama pengocokan semua krankran dalam keadaan terbuka sehingga jarum-jarum manometer bergerak-gerak. Sekrup pada lubang untuk memasukkan minyak dibuka. Jika minyak kurang harus ditambah sampai penuh, kemudian sekrup-sekrup dan kran-kran ditutup keras-keras.  Posisi sleeve harus sedemikian rupa sehingga sekrup-sekrup tidak terlalu keras atau kendor, supaya mudah ditarik atau ditekan. Ujung sondir, batang penekan dan batangbatang dalam dipasang pada alat sondir. PROSEDUR UJI



Langkah percobaan dapat dibagi atas 2 bagian yang terus dilakukan berulang-ulang silih berganti (yang diatur oleh lempeng katup pengatur), yaitu : 1. Langkah penekan pada kedalaman tertentu yang akan diadakan pengukuran : Katup penekan dipasang pada kedudukan (keadaan) lubang terpotong, sehingga bila bagian penekan dari mesin digerakkan turun dengan memutar handle (searah jarum jam) maka batang penekan akan digerakkan turun juga.



2.



Langkah pengukuran : Handle pemutar diputar berlawanan arah jarum jam, maka bagian penekan akan naik melewati sedikit kepala batang penekan, lalu lempeng pengatur diatur pada kedalaman lubang sempurna, putar handle searah jarum jam sehingga bagian penekan turun, kepala batang penekan melewati lempeng pengatur, batang dalam akan menekan piston, minyak kastroli, jarum manometer bergerak, kemudian akan berhenti sementara bila batang dalam turun ± 4 cm, pergerakan pertama ini menyatakan besarnya qc. Penekan diteruskan jarum akan bergerak lagi (meloncat kembali), loncatan pertama pada suatu kedudukan dari pergerakan kedua ini menyatakan besarnya qc + fs.



Setelah dilakukan pengukuran qc dan (qc + fs), handle diputar berlawanan arah jarum jam sampai bagian penekan melewati batang penekan, kemudian lempeng pengatur dipasang pada posisi lubang terpotong, disiapkan langkah penekanan. Penekanan dan pengukuran silih berganti terus sampai qc ≥ 250 kg/cm2 percobaan dihentikan, batang penekan diangkat ke atas. Lempeng katup pengatur terletak di mesin penekan, di lempeng katup pengatur ini terdapat dua lubang, yaitu :  Lubang dengan diameter yang sama dengan kepala batang penekan, disebut lubang sempurna.  Lubang dengan diameter yang sama dengan kepala batang penekan terpotong, yang disebut lubang terpotong. Pengambilan dan pengangkatan batang-batang penekan : 1. Rod diambil (batang dalam) 2. Posisi lempeng pengatur dipasang pada lubang sempurna 3. Handle diputar searah jarum jam, bagian penekan turun dibiarkan sampai lempeng pengatur melewati batang penekan 4. Lempeng pengatur diubah posisinya pada lubang terpotong 5. Handle diputar berlawanan arah jarum jam, batang penekan terkait dan ikut terangkat ke atas, setelah sambungan batang penekan terlihat batang penekan bawah dijepit dengan tiang penjepit pipa, batang penekan bagian atas diputar dan dilepas 6. Kembali pada langkah pertama Catatan :



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 3



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Pada saat kedudukan/keadaan pengukuran harus diperhatikan agar jangan sampai batang penekan (push rod) mengenai piston. Yang boleh mengenai (menyinggung) piston hanya batang dalam (inner rod)



8. 9. 10. 11. 12.



10. PERHITUNGAN HASIL UJI



13.



DAN



PELAPORAN



Elevasi muka tanah Kedalaman muka air tanah (bila terdeteksi) Nama operator Nama engineer yang bertanggung jawab Nomor referensi dan tanggal kalibrasi peralatan Data hasil uji sondir dan plot grafik sondir



Penerapan hasil uji meliputi : 1. Nama instansi / perusahaan 2. Nama proyek 3. Letak site dan lokasi titik uji (dengan denah) 4. Nomor pengenal uji sondir 5. Kondisi cuaca 6. Tanggal pengujian 7. Kedalaman sondir



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 4



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



Dep th (m) (1)



R1 (Kg/c m2) (2)



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



R2 (Kg/cm 2)



qc (Kg/c m2)



fs (Kg/cm 2)



20 x fs (Kg/c m2)



JHP (Kg/cm 2)



(3)



(4) = (2)



(5) = (3)(2)/150



(6) = 20 x (5)



(7)= kom. (6)



: Rf (%)



Soil Behavio ur Type



(8) = (5)/ (4) x 100%



Schmertm ann (1971)



0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 5



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



Dep th (m) (1)



R1 (Kg/c m2)



(2)



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



R1 (Kg/cm 2)



(3)



qc (Kg/c m2)



(4) = (2)



fs (Kg/cm 2)



(5) = (3)(2)/150



20 x fs (Kg/c m2)



(6) = 20 x (5)



JHP (Kg/cm 2)



(7)= kom. (6)



: Rf (%) (8) = (5)/ (4) x 100 %



Soil Behaviour Type



Schmertmann (1971)



4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 6



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



Dep th (m) (1)



R1 (Kg/c m2) (2)



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



R1 (Kg/cm 2)



qc (Kg/c m2)



fs (Kg/cm 2)



20 x fs (Kg/c m2)



JHP (Kg/cm 2)



(3)



(4) = (2)



(5) = (3)(2)/150



(6) = 20 x (5)



(7)= kom. (6)



: Rf (%) (8) = (5)/(4) x 100%



Soil Behaviou r Type Schmertma nn (1971)



9.2 9.4 9.6 9.8 10.0 10.2 10.4 10.6 10.8 11.0 J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 7



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH 11.2 11.4 11.6 11.8 12.0 12.2 12.4 12.6 12.8 13.0 13.2 13.4 13.6



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



Dep th (m) (1)



R1 (Kg/c m2)



(2)



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



R1 (Kg/cm 2)



(3)



qc (Kg/c m2)



fs (Kg/cm 2)



(4) = (2)



(5) = (3)(2)/150



20 x fs (Kg/c m2)



(6) = 20 x (5)



JHP (Kg/cm 2)



(7)= kom. (6)



: Rf (%) (8) = (5)/ (4) x 100 %



Soil Behaviour Type



Schmertmann (1971)



13.8 14.0 14.2 14.4 14.6 14.8



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 8



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH 15.0 15.2 15.4 15.6 15.8 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0 17.2 17.4 17.6 17.8 18.0 18.2



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



Dep th (m) (1)



R1 (Kg/c m2)



(2)



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



R1 (Kg/cm 2)



(3)



qc (Kg/c m2)



fs (Kg/cm 2)



(4) = (2)



(5) = (3)(2)/150



20 x fs (Kg/c m2)



(6) = 20 x (5)



JHP (Kg/cm 2)



(7)= kom. (6)



: Rf (%) (8) = (5)/ (4) x 100 %



Soil Behaviour Type



Schmertmann (1971)



18.4 18.6



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 9



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH 18.8 19.0 19.2 19.4 19.6 19.8 20.0 20.2 20.4 20.6 20.8 21.0 21.2 21.4 21.6 21.8 22.0 22.2 22.4 22.6 22.8



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



Dep th (m) (1)



R1 (Kg/c m2) (2)



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



:



R1 (Kg/cm 2)



qc (Kg/c m2)



fs (Kg/cm 2)



20 x fs (Kg/c m2)



JHP (Kg/cm 2)



Rf (%)



Soil Behaviour Type



(3)



(4) = (2)



(5) = (3)(2)/150



(6) = 20 x (5)



(7)= kom. (6)



(8) = (5)/



Schmertmann (1971)



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 10



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH (4) x 100 %



23.0 23.2 23.4 23.6 23.8 24.0 24.2 24.4 24.6 24.8 25.0 25.2 25.4 25.6 25.8 26.0 26.2 26.4 26.6 26.8 27.0 27.2 27.4



UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



:



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 11



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Dep th (m)



R1 (Kg/c m2)



(1)



R1 (Kg/cm 2)



(2)



(3)



qc (Kg/c m2)



fs (Kg/cm 2)



(4) = (2)



(5) = (3)(2)/150



20 x fs (Kg/c m2)



(6) = 20 x (5)



JHP (Kg/cm 2)



(7)= kom. (6)



Rf (%) (8) = (5)/ (4) x 100 %



Soil Behaviour Type



Schmertmann (1971)



27.6 27.8 28.0 28.2 28.4 28.6 28.8 29.0 29.2 29.4 29.6 29.8 30.0



Catatan :



GRAFIK HASIL UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi Sample



:



: Nama Engineer



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 12



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Deskripsi Tanah



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



:



INTERPRETASI HASIL UJI SONDIR MEKANIS ASTM D3441-05 Lokasi



:



Nama Engineer



:



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 13



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH Sample Deskripsi Tanah



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



:



Klasifikasi perilaku tanah berdasarkan chart dari Schmertmann (1978) :



KEDALAMAN (M)



PERILAKU TANAH (SCHMERTMANN, 1978)



UJI SONDIR MEKANIS J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 14



UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH



ASTM D3441-05 Lokasi Sample Deskripsi Tanah



:



: Nama Engineer



:



: Tanggal Pengujian Kedalaman Sample



:



FOTO ALAT UJI



Peralatan Pengujian Sondir Mekanis



Peralatan Pengujian Sondir Mekanis



FOTO PROSES PENGUJIAN



J l . D r.S e t i a b u d i 2 2 9  Ba n d u n g 4 0 1 5 4  I n d o n e s i a  Tel p . 6 2  2 2  2 0 1 3 1 6 1 / 4 e x t . 3 4 0 4 4 15