Earth Pressure Cell [PDF]

Citation preview

EARTH PRESSURE CELL GEOCON Pressure cell digunakan mengukur tekanan total. Yaitu kombinasi dari tekanan tanah efektif dan tekanan air pori, baik didalam maupun diluar: -



Abutmen jembatan Diaghframa wall Timbunan dan tanggul Permukaan retaining wall Sheet piling Dinding lumpur Lining tunel



Pressure cell juga dapat digunakan untuk mengukur tekanan bantalan tanah pada plat pondasi dan pada ujung timbunan. Prinsip Operasi Pressure cell dibuat dari 2 plat stainless steel yang di las bersama di kedua pinggirnya dan dipisahkan dengan lubang kecilyang dipenuhi fluida hidrolik. Tekanan luar menekan kedua plat bersama membuat sebuah tenanan yang sama pada fluida yang ada di dalamnya. Sepanjang pipa stailess steel menyambungkan fluida yang memenuhi rongga menuju ke transducer yang mengkonversikan tekanan fluida menjadi sinyal elektrik oleh kabel di salurkan ke kabel menuju ke read out. Kelebihan dan Kekurangan memiliki stabilitas jangka panjang, performa yang dapat di andalkan dengan kabel panjang, dan ke tidak pekaan terhadap intrusi kelembaban. Alat ini juga memiliki alat pemantau suhu dan tabung pelepas tekanan untuk pelindungan petir. Dimana perubahan tekanan dinamik dihitung sebuah transducer bertipe semiconduktor performa pressure cell sangat bergantung dari kondisi tanah disekitar. Akan sangat mahal untuk mengkalibrasikan alat untuk tanah studi. Tapi, studi menunjukan bahwa performa konsisten dari pressure cell dicapai menggunakan kekakuan maksimum pressure cell dengan aspek rasio D/t>10 (D adalah diameter cell, t adalah ke tebalan). Prodak pressure cellnya geokon kekakuan maksimum dicapai menggunakan minyak hidrolik kurang dari 2 ppm gas yang diuraikan dan general rasio lebih besar dari 20 sampai 30 test. Tes yang dilakukan geokon pessure cell pada berbagai macam tipe tanah menunjukan tekanan tanah yang tekanan tanah yang over (gagal) kurang dari 5 %. Ini mungkin tidak lebih besar dari variasi yang melekat pada tekanan tanah yang terdistribusikan pada tanah. Tipe dari sistem hidrolik tertutup, pressure cell sensitif terhadap perubahan suhu yang menyebabkan mengembangnya internal fluida dengan kecepatan yang berbeda pada tanah sekitar yang menimbulkan tekanan tanah semu. Besarnya efek tergantung pada tingkat yang lebih besar dari pada elastisitas tanah disekitarnya. Yaitu pada drajad kepadatan dan kurungan, dan sulit untuk diprediksi dan di koreksi. Termistor bawaan sangat membantu dalam memisahkan efek semu dari yang asli. Macam Macam Pressure Cell



Model 4800 earth pressure cell di buat dari 2 plat sensitive. Alat ini dapat di tempatkan dalam timbunan pada perbedaan orientasi sehingga tekanan tanah dapat dihitung dengan 2 atau 3 arah. Kabel yang di beri pelindung sangat direkmendaskan pada konstruksi bendungan tanah. Model 4815 earth pressure cell adalah spesial pressure cell yang efektif mengurangi beban titik pada tanah granulasi. Modifikasi menggunakan 2 plat tebal yang di las bersamaan pada engsel fleksibel yang membantu menyediakan beberapa distribusi tekanan seragam. Model 4810 contact pressure cell di desain untuk menghitung tekanan tanah pada struktur. Bagian belakang plat yang tahan terhadap permukaan luar dari struktur cukup tebal untuk melindungi plat dari bengkok. Bagian lainnya tipis dan di las dengan bagian belakang plat yang menjadikan engsel fleksibel untuk memberikan seinsitifitas maksimum terhadap perubahan tekanan tanah. Alat ini menyediakan cara pemasangan pressure cell pada bekisting beton, besi, dan permukaan beton. Mortar pad pada bagian bawah belakang plate memastikan kontak yang bagus dengan permukaan struktur. Pressure cell sangat baik dipasang dibilas dengan permukaan dimana mereka di pasang. Matrial pengisi pressure cell harus di pilah pilah untuk membuang matrial yang lebih besar dari 10 mm. Pressure cell di pasang pada bagian dasar dari lempengan dan kaki untuk menghitung beban yang ditanggung, harus selalu di tempatkan dalam beton dengan bagian sensitif ditekan terhadap isian yang dipadatkan. Pressure cell yang ditempatkan didalam isian concrete selalu menjadi dipisahkan dari tekanan tanah karena ketidakmungkinan pemadatan yang memadai disekitar isian pressure cell. Model 4820 jackout pressure cell for diaghfram wall.didesain untuk pemasangan pada diaghframa wall untuk memonitor tekanan tanah pada dinding sebagai hasil galian. Di ijinkan untuk membangun pada tekanan yang berlebihan untuk mendeteksi secara real time untuk menghitung perbaikan. Pressure cell ini dirakit terdiri dari pressure cell yang dipasang di plat pendukung, plat reaksi dan sebuah hidrolik ram. Rakitan ini dipasang dalam posisi ditarik, ke bagian perkuatan dan diturunkan ke parit diaghframa wall. Ketika tempat Model 4830 push in pressure cell didesign untuk menekan di tempat untuk menghitung tekanan total pada tanah dan timbunan tanah. Dimana tekanan effektif di di ketahui, pressure cell pressure cel dipasang piezometer integral. Yang disediakan diujung pressure cell. Yang mendukung pemasangan menggunakan pipa panjang atau batang bor. Tersedia juga alat yang dapat menghitung tekan dinamik. Model 4855 pile tip pressure cell digunakan untuk menghitung timbunan, beban ujung gips, tempat tumpukan beton. Yang digunakan untuk mengukur bagian dasar dari perkuatan.



GEOSENSE



Deskripsi umum Cairan yang dimasukkan di dalam cell tidak dapat di padatkan oleh sebuah platic atau partikel halus. Memungkinkan perhitunan tekanan total yang berkerja didalm matrial di lokasi tertentu. Dalam praktek, cairan yang mengisi cell dibungkus oleh sepasang plat besi yang di las disekelilingnya dan diisi oleh air atau minyak. Pipa menghubungkan cell dengan transducer tekanan oleh karena itu tekanan dapat di baca dari basecamp. Desain dari geosense vwtpc 4000 menggabungkan satu bagian aktif dan sati bagian kaku. Hal ini memungkinkan cell untuk di install di banyak lokasi tanpa modifikasi. Bagian kaku dari cell digunakan untuk mendukung cell dan bagian aktif adalah bagian yang sensitif terhadap perubahan tekanan total. Beberapa dari kegunaan utama dari total pressure cell adalah untuk menghitung perubahan tekanan dalam tanah dan timbunan matrial, termasuk dalam: -



Penimbunan bendungan Penimbunan jalan Proyek reklamasi Abutmen jembatan



Fitur tertentu dari prodak total pressure ini adalah -



Usia guna lama Bandel; cocok dengan kebutuhan lapangan Akurasi tinggi



Sensor tekanan berdasarkan pada standar industri Vibrating wire technology. Ketika mendapatkan rangsangan elektronik, sensor akan mengeluarkan signal output dalam bentuk arus bolak balik. Frequency dari arus bolakbalik dapat segera di ubah ke tekanan cairan dengan menggunakan faktor kalibrasi manual. Sinyal frequensi cocok untuk kebutuhan lapangan dari apliakasi ketekniksipilan. Sinyal mampu untuk transmisi jarak jauh tanpa adanya kekeliruan. Terdapat sedikit toleransi terhadap kabel yang lembab dan resisitensi terhadap gangguan listrik di luar. Prodak ini tersedia dengan berbagaimacam konfigurasi den range tekanan untuk menyesuaikan dengan kebutuhan lapangan dan keguanaan. Prodak ini di pasangkan dengan kabel konesi yang panjang, pembaca temperatur dan penangkal gelombang. Teori oprasi Cell terdiri dari 2 besi plat bulat, satu tipis satunya tebel, di las di bagian pinggirnya, ditinggalakan spasi kecil antara plat. Rongga tersebut di isi dengan cairan yang tidak mampat. Cairan pengisi ruang terhubung dengan silinder tekan menuju transducer yang menghitung tekanan yang berkerja pada cell



Fluida yang penuh mebuat ia tidak dapat dimampatkan, dengan demikian hampir tidak memerlukan mouatan volume yang secara akurat mendaftarkan teknan yang signifikan. Tekanan yang digunakan pada permukaan yang aktif akan di perbaiki dengan memasang internal fluid pressure (piezometer) yang di hitung pleh sensor Total pressure cell ini dapat di instal sendirian atau berset. Tiap cell di pasang dengan arah yang berbeda untuk men detek tekanan yang berkerja. Susunan tersebut membantu engineer untuk menentukan arah dari tekanan efektif Dalam urutan untuk menghitung tekanan effektif, perlu untuk menghitung antara tekanan total dan tekanan air pori. Tekanan efektif dihitung dengan mengurankan tekanan air pori terhadap tekanan total. Untuk itu, biasanya piezometer diinstal dekan dengan cellnya Cell ini gak cocok untuk dicor pada concrete struktur. Tidak terdapat fasilitas untuk memenuhi kesusutan beton. Instalasi Harus di ingat bahwa tidak ada dua instalasi yang akan sama dan tidak dapat terhindar dari penyesuaian mengikuti kondisi yang cocok dengan lapangan. Terdapat pizometer yang diinstal bersama dengan susunan total pressure cell. Tolong untuk pemasangannya lihat panduan untuk lebih detail dalam panduan dan persiapan instalasi. -



Zero reading tekanan



Transduser tekanan berbeda dengan banyak sensor tekanan lainnya, karena mereka mengindikasikan pembacaan tanpa tekanan yang berkerja. Kenyataannya, mereka juga berbeda di di banyak pembacaan mereka yang kurang dari tekanan yang berkerja. Pembacaan awal Tekanan sangat signifikan diantara sensor oleh karenya sangat penting untuk mengambl pembacaan awal sebelum instalasi. Ketika pembacaan zero reading jangan pegang transducernya, karena akan menyebabkan suhu lokal yang akan merusak pembacaan. Pembacaan zero reading di lapangan dapat mengikuti sebagai berikut: 1. Isi tanki air dengan air tanah atau yang mendekati air tanah, dapat pula menggunakan concrete curing tank pada lab lapangan 2. Pastikan tank tersebut auh dari sumber panas dan lindungi dari sinar matahari langsung.untuk mempertahan suhu yang konstan. Aduk air agar suhu merata. Taruh pressure cell ke dalam air dan pastikan terendem semua 3. Dengan transducer, cell dan tabung penghubung terrendam di dalam air. Lalu rendam air selama 2 jam minimal. Sehingga suhu merata. Umumnya sih perendaman selama semalam 4. Hati hati mengangkat cell cukup dibawah permukaan air aja. Jangan terlalu banyak di pegang nanti ngerubah temperaturnya. Pastikan semuanya terendam juga. 5. Sambungkan kabel dengan read out lalu baca. Setelah 10 atau 20 kali bacaan. 6. Lalu taruh tranducer ke dalam air lagi diamkan minimal 1 jam namun biasanya sih sehari sampai pembacaannya tidak berubah dalam waktu 2 sampai 5 menit. 7. Coba nyalakan lagi read out nya lalu catat pembacaan. Setelah 1 menit baca lagi. Ulangi lagi cek apa pembacaanya sudah +/- 0,5 digit bedanya tiap pembacaan.



8. Catat dengan tanggalnya ya 9. Catat juga takanan atmosfere nya. Ini untuk pengukuran site saja. Meterologi lebih baik 10. Cell sudah bisa di install 11. Simpen cabel dan di jaga ya. -



Instalasi



Tipe instalasi cell ini akan dipasang pada material yang seragam. Mereka akan berkerja dengan matrial istalasi timbunan beraplikasi umum pada tipe instalasi ini. Dimanapun mungkin, cell seyogyanya di pasang pada timbunan yang dipadatkan. Hal ini akan menghilangkan resiko tanah dari kerusakan atau pergerakan matrial atau tanaman yang dipadatkan disekitar. Umumnya timbunan tersusun atas banyak layer, tiap layer di padatkan. Tiap satu layer di padatkan dan layer lainnya di padatkan dengan kepadatan yang serupa. Pada pemasangan konstruksi embankment alangkah baiknya jika pada elevasi cell di timbun dan dipadatkan sampai lebih kurang 0,7 – 1,2 m. Lokasi dan Arah dari cell harus ditentukan terlebih dahulu untuk penggalian. Hal yang hendak di siapkan terlebih dahulu adaah pemukaan pemasangan cell yaitu sudah dalam kondisi terpadatkan, sehingga cell dapat ditempatkan terhadap tanah tersebut. Alat mekanik tidak boleh mengganggu permukaan pemasangan, oleh karena itu harus dipersiapkan lubang sedalam 0,7 – 1,2 m yang harus di awasi dengan hati hati. Tranching dapat digali mengunakan alat mekanik, kedalamannya tidak harus sedalam cell, baiknya sih 0,5 m trench sudah cukup. Sangat penting untuk memastikan lubang dan trenching yang telah digali pada matrial yang dipadatkan dari sebuah timbunan dapat di tutup dan di padatkan kembali dengan standar yang ada. Konsekuensinya trencing dan lubangnya harus di buat slope minimal 1:1 sehingga dapat dipadatkan secara maksimal. Untuk bendungan, pertimbangan serius harus diberikan untuk perpindahan air sepanjang kabel trenching. Disarankan menggunakan bentonit pada core timbunan. Kalau kabel instrumen sudah tersebar begitu luas ini sangat baik untuk di bawa keluar dari pekerjaan pemasangan. kalau kabel instrumen akan di sambung dengan kabel instrumen yang sudah terpasang. Baiknya di pilihkan kabel yang paling cocok dengan yang dilapangan, sambungan kabel harus waterproof lalu tiap sambungan harus di tutup menggunakan epoxy resins. Sangat penting untuk menghilangkan resiko tegangan tarik dari sambungan kabel. Oleh karena itu, kabel dibuat sneaking 10% dai panang kabel. Lalu kabel harus di tandai dengan code. Contoh langkah langkahnya: 1. Pertama tama timbunan harus memenuhi elv dan sudah di padatkan, lubang instalasinya harus digali hari hati menggunakan alat berat



2. Penggalian parit kabel penghubung baiknya di sebelah lubang pemasangan 3. Bawa alat alat instrumen beserta alat pemasangannya 4. Penggalian permukaan sandaran untuk pressure cell bagusnya dengan menggunakan tangan manual, untuk pemasangan horizontal relatif mudah,pastikan saja permukaannya horizontal. Permukaan aktif dari cell akan ditempatkan di bagian menghadap atas, jauhkan penggalian permukaan jadi penting untuk membuat permukaan flat untuk dudukan nya cell, peralatan small hand bisa dipake untuk meratakan permukaan 5. Ketika cell akan dipasang vertikal, gali tmbunan untuk buat permukaan vertikal yang mulus dimana cell akan ditempatkan. Sekali lagi ya, bagian belakang menghadap tanah dudukan trus yang aktif diatas 6. Persiapan pemasangan bantalah permukaan 45 derajat pressurecell lebih sulit. Hati hati buat bikin 45 derajatnya, arah dan elevasi dibutuhakan untuk perhitungan. Peralatan yang memadahi dan kesabaran dibutuhkan untuk membuat dudukan yang bagus Pemasangan yang bagus membantu interpretasi pembacaan yang baik 7. Jika permukaan dudukan sudah siap, taruh cell diatas permukaan yang sudah disiapkan lalu cek 8. Kasih kode deh tu kabel sama alatnya 9. Pake matrial pilihan padatkan dengan hati hati untuk layer disekitar pinggiran cell pake palu kecil untuk memadatkan matrial Ketika udah selesai cell akan tertanam di posisinya 10. Minta tolong ke survey untuk memfixkan elevasi dan posisi kordinat untuk penyantuman pada laporan instalasi 11. Pakai timbunan penutup yang spesial “tanpa batu” sampai kedalaman sekitar 50 mm padatkan secara halus pake tangan aja 12. Tambahkan 100 mm matrial pilihan diatas cell padatkan pake pemadat yang lebih berat 13. Kalau piezometer akan di instal di galian yang sama, ruang kecil harus di gali dekat (normalnya 1 meter) dari cell yang telah terpasang. Piezometer timbunan biasanya dipasang vertikal antara 45 derajatan lah. Trus di isi filter sampai menutupi penuh 14. Cek rute kabel pastikan kabel dan alat jauh dari resiko kerusakan akibat terpadatkan atau settlement baik pada kabelnya amaupun coneksinya 15. Hati hati ya dalam menempatkan matrial pilihan disekitar piezometer, kasih air ya buat melunakkan matrial. Kalau perlu sampai setengah saturated buat timbunan disekitar piezometer 16. Kasih matrial sedalam MINIMAL 200 mm INGAT HATI-HATI padatkan pake alat yang kecil untuk menutup pizometernya Lalu pake alat yang agak berat kalau misal matrialnya agak kasar 17. Selama pemadatkan baiknya sih dicek pembacaan selama proses 18. Trancing kabel harus dilakukan sekarang. Kabel tidak boleh di rutekan pada kedalaman yang sama dengan dimana cell dipasang. Trancing kabel uumnya o,5 meter dibawah permukaan. 10 cm di permukaan trench di kasih material spesial (tanpa batu) lalu di padatkan, sebelum di taruh kabelnya. Pada banyak pemasangan, kabel diletakkan pada material yang sama dengan timbuan. Materialbuat tranching baiknya material yang spesial boss (yaitu material



dengan gradasi pilihan dimana batu yang lebih dari 5mm dibuang atau material yang tajem Kabel diletakkan sejajar satu sama lain dan umumnya dipisahkan jarak satu sama lain sekitar 50 sampai 100 mm dengan tanah Lalu di taruh lagi material sepesial setebal 10 cm lalu dipadetin manual bozz 19. Kalau kabel melewati material yang kasar. Itu kabel harus di kelilingin sama pasir bro Kalau kabel di rutekan melewati tumpukan batu atau tumpukan kasar yang lainnya, kebel tersebut harus di selimutin sama pasir dan dan dibungkus ama pasir yang diselimutin geotextile untuk mencegah bergeraknya pasir. Geotekstil harus di selimuti oleh timbunan pasir secara bertingkat, dan jangan di taruh langsung berseinggungan dengan material kasar 20. Taruh pasir dengna menggunakan tanah, dan jauhkan dari yang namanya batu yang kegedean 21. Lanjutin tuh pukul pukul padetin pake tangan atau alat ringan sampe kira kira 50 cm di atas cell dan 20 cm di atas kabel 22. Cukup sekali aja menutupi instrumen atai kabel instrumen pake tangan, hand stamper udah bisa dipake untuk memadatkan timbunan yang kurang halus 23. Ketika tibunannya sudah mencapai permukaan pake tuh alat berat untuk menyelesaikan pemadatananya. Dan penimbunan layer bisa dilakukan lagi. Permukaan instalasi pressure cell. Pressure cell yang digunakan untuk menghitung tekanan kontak pada permukaan keras atau lunak harus disiapkan dengan menggunakan perlakuan yang sama yang digambarkan pemasangan menggunakan material yang sama. Umumnya material yang keras itu ya beton dan material yang lunak yaitu lempung. Persiapan instalasinya yaitu, lebih kepada material yang akan digunakan. Sangat disarakankan cell yang di instal pada beton pemukaan aktifnya rata dengan permukaan beton. Pipa penghubung transducer dan kabel harus dilindungi dengan menanam mereka kedalam permukaan yang padat. Hal ini untuk memastikan pergerakan, material tidak merusak pressure cell dan kabelnya Ada 2 pendekatan pemasangan cell dan kabel: Di pasang pas ngecor.....pemasangan saat ngecor dimana cell di taruh di permukaan penutup dan kabel ri rutekan di dalam beton Setelah ngecor (kondisi sudah kering)..... pemasangan setelah ngecor kondisi kering. Hal ini dilakukan dengan membuat ruang yang pas pada benton atau membentuk ruang yang dangkal aja and ttidurkan cell didalam ruang itu. Sama halnya untuk kabel juga di buat ruang untuk tidurnya kabel tersebut. Material pengisinya digunakan mortar dengan penyusutan rendah Metode ini acap kali di dipilih dimana baja yang tertanam mendukung cell di tanam.