Alat Uji Kelayakan Tanah

A. SONDIR

Sondir adalah alat berbentuk silindris dengan ujungnya berupa konus. Sondir ada dua macam, yang pertama adalah sondir ringan dengan kapasitas 0-250 kg/cm² dan yang kedua adalah sondir berat dengan kapasitas 0-600 kg/cm². Jenis tanah yang cocok disondir dengan alat ini adalah tanah yang tidak banyak mengandung batu.

Dalam uji sondir, stang alat ini ditekan ke dalam tanah dan kemudian perlawanan tanah terhadap ujung sondir (tahanan ujung) dan gesekan pada silimur silinder diukur. Alat ini telah lama di Indonesia dan telah digunakan hampir pada setiap penyelidikan tanah pada pekerjaan teknik sipil karena relatif mudah pemakaiannya, cepat dan amat ekonomis.

Sesungguhnya alat uji sondir ini merupakan representase atau model dari pondasi tiang dalam skala kecil. Teknik pendugan lokasi atau kedalaman tanah keras dengan suatu batang telah lama dipraktekan sejak zaman dulu. Versi mula-mula dari teknik pendugaan ini telah dikembangkan di Swedia pada tahun 1917 oleh Swedish State Railways dan kemudian oleh Danish Railways tahun 1927. Karena kondisi tanah lembek dan banyaknya penggunaan pondasi tiang, pada tahun 1934 orang-orang Belanda memperkenalkan alat sondir sebagaimana yang kita kenal sekarang (Barentseen, 1936).

Metode ini kemudian dikenal dengan berbagai nama seperti: Static Penetration Test atau Quassi Static Penetration Test, Duch Cone Test dan secara singkat disebut sounding saja yang berarti pendugaan. Di Indonesia kemudian dinamakan sondir yang diambil dari bahasa Belanda.

Uji sondir saat ini merupakan salah satu uji lapangan yang telah diterima oleh para praktisi dan pakar geoteknik. Uji sondir ini telah menunjukkan manfaat untuk pendugaan profil atau pelapisan (stratifikasi) tanah terhadap kedalaman karena jenis perilaku tanah telah dapat diindentifikasi dari kombinasi hasil pembacaan tahanan ujung dan gesekan selimutnya.

Besaran penting yg diukur pada uji sondir adalah perlawanan ujung yg diambil sebagai gaya penetrasi per satuan luas penampang ujung sondir (qc). Besarnya gaya ini seringkali menunjukkan identifikasi dari jenis tanah dan konsistensinya. Pada tanah pasiran, tahanan ujung jauh lebih besar daripada tanah butiran halus.

Apa hubungan kuat dukung tanah dengan data sondir (qc).  Anda dapat melihat hubungan nilai tahanan konus (qc) terhadap konsistensi tanah, sebagai berikut ini. Untuk tanah yang sangat lunak nilai qc < 5 kg/cm2, lunak 5-10 kg/cm2, teguh 10-20 kg/cm2, kenyal 20-40 kg/cm2, sangat kenyal 40-80 kg/cm2, keras 80-150 kg/cm2, dan sangat keras > 150 kg/cm2.

Sebab alat sondir semakin populer di Dunia

Sebab-sebab alat sondir semakin populer penggunaannya di dunia adalah :

1. Merupakan jenis uji yang cukup ekonomis dan dapat dilakukan ulang dengan hasil yang relatif sama.
2. Tidak bergantung pada kesalahan operator atau kesalahan operasi alat.
3. Perkembangan yang semakin canggih pada penggunaan sondir listrik dan elektronik, yaitu : Batu pori untuk mengukur tekanan air pori pada saat penetrasi sondir ke dalam tanah, Sondir dilengkapi dengan stress cell dibagian belakang konus untuk mengukur tekanan lateral tanah selama dan setelah penetrasi, Perambatan gelombang pada tanah diujung konus (seismic cone) sehingga dapat diperkirakan parameter dinamis tanah.
4. Korelasi empiris semakin baik dan andal.
5. Kebutuhan untuk pengujian di lapangan (insitu test) untuk mengatasi tanah-tanah yang sulit diambil sampelnya seperti tanah lembek dan tanah pasir.

Keuntungan Alat Sondir:

• Dapat dengan cepat menentukan lapisan tanah keras.
• Dapat diperkirakan perbedaan lapisan
• Dapat digunakan pada lapisan berbutir halus

Kerugian Alat Sondir :

• Jika terdapat batuan lepas biasa memberikan indikasi lapisan keras yang salah.
• Jika alat tidak lurus dan tidak bekerja dengan baik maka hasil yang diperoleh bisa merugikan.

Peralatan Tes Sondir

1. Mesin sondir ringan ( 2 ton ) atau mesin sondir berat ( 10 ton )
2. Seperangkat pipa sondir lengkap dengan batang dalam, sesuai kebutuhan dengan panjang masing-masing 1 meter.
3. Manometer masing-masing 2 buah dengan kapasitas: untuk sondir ringan menggunakan 0 – 50 kg/cm² dan 0 – 250 kg/cm² untuk sondir berat menggunakan 0 – 50 kg/cm² dan    0 – 600 kg/cm².
4. Konus dan Bikonus
5. Empat buah angker dengan perlengkapan ( Angker daun dan spiral )
6. Kunci-kunci pipa, alat-alat pembersih, oli, dan minyak hidrolik.

Langkah Kerja

1.  Menentukan lokasi yang permukaannya datar
2. Memasang empat buah angker ke dalam tanah dengan memutarnya menggunkan kunci pemutar angker (kunci T). kemudian memasang 2 pelat persegi yng memanjang di saming angker. Jarak antar angker dan jarak kedua pelat disesuaikan dengan ukuran mesin sondir.
3. Memasang mesin sondir tegak lurus dan perlengkapannya pada lokasi pengujian, yang diperkuat dengan pelat besi pendek untuk menjepit mesin dan diperkuat dengan mor pengunci angker yang dipasang ke dalam tanah.
4. Memasang Traker,tekan stang dalam. Pada penekanan pertama ujung konus akan bergerak ke bawah sedalam 4 cm, kemudian manometer dibaca yang menyatakan perlawanan ujung. Pada penekanan berikutnya konus dan mantelnya bergerak 4cm.Nilai pada manometer yang terbaca adalah nilai tekanan ujung dan perlawanan lekat.
5. Menekan stang luar sampai kedalaman baru, penekanan stang dilakukan sampai setiap kedalaman tambahan sebanyak 20 cm.
6. Melakukan hal yang sama dengan langkah kerja di atas sampai pembacaan manometer tiga kali berturut-turut menunjukkan nilai ≥150 kg/cm² dan jika penekanan mesin sondir sudah mencapai maksimalnya atau dirasa telah mencapai tanah keras, maka pengujian ini dapat dihentikan.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Interpretasi Sondir

1. Konfigurasi dan ukuran alat sondir

Bentuk ujung sondir memberikan pengaruh yang amat besar terhadap tahanan konus. Sondir dengan ujung konus yang lebih lancip dapat memberikan perlawanan konus (qc) yang lebih kecil. Ukuran sondir memberikan pengaruh tahanan ujung khususnya pada tanah pasiran. Sondir standar digunakan adalah sondir dengan sudut ujung konus sebesar 600 dan mempunyai luas proyeksi 10 Cm²

2. Tegangan vertikal dan lateral tanah

Tegangan vertikal dan lateral tanah memberikan pengaruh amat besar pada tanah pasiran.

3. Kecepatan Penetrasi dan Metoda Penetrasi

Kecepatan penetrasi memberikan pengaruh pada besarnya tekanan air pori pada tanah lempung sehingga menunjukkan tekanan air pori yang besar sekali. Oleh sebab itu pengujian ini harus distandarisasi terhadap kecepatan penetrasi yaitu 2 Cm/det. Metoda yang umum dipakai adalah metoda statik, yaitu konus ditekan secara perlahan-lahan ke dalam tanah.

4. Kompressibilitas, sementasi dan ukuran partikel

Kompresibilitas pada tanah pasir memberikan pengaruh yang amat besar terhadap tahanan ujung dan gesekan selimut sondir. Pasir kwarsa memiliki tahanan ujung yang besar dan rasio gesekan kecil (Rf=0,5 %). Sedangkan untuk pasir karbonan yang amat kompressibel memberikan tahanan ujung kecil dan ratio gesekan yang besar (Rf=3 %).

Kesimpulan

Setelah melakukan praktikum sondir, maka dapat disimpulkan bahwa :

• Nilai perlawanan konus pada kedalaman 2,00 m sebesar 100 kg/cm² dan jumlah    perlawanan sebesar 140 kg/cm².
• Sondir dihentikan pada kedalaman 2,00 m sebelum manometer menunjukkan 150 kg/cm² karena alat sondir sudah terangkat

B. UJI PENETRASI STANDAR (SPT)

Tujuan percobaan Alat dinamis (uji SPT) yang berasal dari Amerika Serikat adalah untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah keras serta sifat daya dukung setiap kedalaman.

Uji penetrasi standar (SPT) adalah penyelidikan tanah dengan uji dinamis yang berasal dari Amerika Serikat. SPT 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 lobang bor. Metoda SPT adalah metoda pemancangan batang (yang memiliki ujung pemancangan) ke dalam tanah dengan menggunakan pukulan palu dan mengukur jumlah pukulan perkedalaman penetrasi.

Cara kerja alat uji SPT ini: 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 (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). 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.

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.

Alat ini sudah populer penggunaanya di dunia karena sederhana, praktis, cepat dan dapat mengetahui jenis tanah secara langsung. Alat ini perlu distandarisasi karena hasil yang didapat berupa nilai N (jumlah pukulan/30 Cm) sangat bergantung pada tipe alat yang digunakan.


Faktor Penyebab SPT perlu Distandarisasi
Dengan menggunakan tipe hammer yang berbeda, ternyata mentransfer energy yang berbeda. 

Dengan tipe panjang tabung (rod) yang berbeda, akan menyebabkan pengaruh energi yang ditransfer ke batang juga berbeda.

Dengan tinggi jatuh yang berbeda akan mempengaruhi besarnya energi hammer yang berbeda yang ditransfer ke batang.

Tali yang telah lapuk dapat mengurangi kelancaran terjadinya tinggi jatuh bebas.

Penggunaan tali hammer yang berbeda mempengaruhi perlawanan SPT.

Kegunaan Hasil Penyelidikan SPT

Kegunaan Hasil Penyelidikan SPT adalah untuk menentukan kedalaman dan tebal masing-masing lapisan tanah, contoh tanah terganggu dapat diperoleh untuk identifikasi jenis tanah, berbagai korelasi empiris dengan parameter tanah dapat diperoleh dan dapat dilakukan pada semua jenis tanah. Kelebihan penyelidikan SPT ini antara lain test ini dapat dilakukan dengan cepat dan operasinya relatif sederhana, biaya relatif murah. Kekurangan penyelidikan SPT ini antara lain hasil yang didapat contoh tanah terganggu, interpretasi hasil SPT bersifat empiris dan ketergantungan pada operator dalam menghitung.

Interpretasi N-SPT

Interpretasi hasil SPT bersifat empiris. Untuk tanah pasir, maka nilai N-SPT mencerminkan kepadatannya yang dapat pula diprediksi besar sudut geser dalam (φ) dan berat isi tanah (γ), kapasitas daya dukung pondasi dan penurunan pondasi. Sedangkan pada tanah lempung, hasil SPT dapat menentukan secara empiris konsistensi tanah, kapasitas daya dukung pondasi dan penurunan pondasi. Hasil SPT pada tanah lempung ini tidak begitu dapat diandalkan karena umumnya tanah lempung mempunyai butiran halus dengan penetrasi yang rendah, sehingga pada tanah lempung ditentukan berdasarkan kekuatan gesernya yang dapat diperoleh dari uji tekan bebas (Unconfined Compression Test).

C. VANE SHEARE

Kekuatan geser suatu masa tanah merupakan perlawanan internal tanah tersebut per satuan luas terhadap keruntuhan atau pergeseran sepanjang bidang geser dalam tanah tersebut. Pengetahuan tentang kekuatan geser tanah dan sifat-sifat fisik tanah lainnya akan sangat membantu dalam merencanakan suatu konstruksi yang sesuai dengan kondisi tanahnya, aman, dan ekonomis. Akan tetapi penyelidikan tanah di lapangan -terutama boring - masih dirasa sangat mahal, membutuhkan waktu, dan belum tentu dapat dipercaya hasilnya. Mengingat begitu pentingnya pengetahuan tentang kekuatan geser tanah tersebut, berbagai usaha telah dilakukan untuk menentukan kuat geser suatu tanah secara empiris. 

Korelasi-korelasi yang dikemukakan para ahli tersebut memiliki perbedaan dalam perumusan sehingga sulit menentukan perumusan mana yang akan dipakai, serta ada kalanya setiap korelasi memberikan hasil yang sangat berbeda. Penelitian ini merupakan penehtian di laboratorium dengan melakukan serangkaian pengujian terhadap benda uji untuk menentukan besarnya perbandingan kekuatan geser undrained, Su tanah dengan tegangan overburden efektif dan sifat-sifat tanah yang dapat ditentukan dengan mudah di laboratorium seperti Indeks Plastisitas. Uji yang dilakukan dengan dua jenis pengujian yaitu dengan alat Vane (Vane Shear Test) dan dengan alat uji geser tekanan tak tersekap (Unconfined Compression Test) menunjukkan hasil bahwa Su lebih dominan dipengaruhi oleh tegangan overburden efektifhya dibandingkan pengaruh dari plastisitas tanahnya. Dari dua bentuk hubungan yang dibuat yaitu dalam persamaan linear tunggal (rasio Su dengan p'0 dalam fungsi Indeks Plastisitas) dan linear ganda, didapatkan bahwa plastisitas tanah justru mengurangi besarnya harga Su. Untuk nilai PI < 120 %, plastisitas tanah masih menunjukkan pengaruh terhadap pengurangan nilai Su, akan tetapi untuk nilai PI > 120 % pengaruh dari plastisitas sangat kecil/tidak ada.

D. TEST SAND CONE

Tes sand cone pada tanah dilakukan untuk menentukan kepadatan di tempat dari lapisan tanah atau perkerasan yang telah dipadatkan. Alat yang diuraikan disini hanya terbatas untuk tanah yang mengandung butiran kasar tidak lebih dari 5 cm. Kepadatan lapangan ialah berat kering persatuan isi.

Peralatan Yang Digunakan Untuk Tes Sand Cone

1. Botol transpasan untuk tempat pasir dengan isi lebih kurang 4 liter.
2. Corong kalibrasi pasir dengan diameter 16,51 cm. 
3. Plat untuk corong pasir ukuran 30,48 cm x 30,48 cm dengan lubang bergaris tengah 16,51 cm. 

Peralatan kecil yaitu :

1. Palu, sendok, kuas, pahat,,dan peralatan untuk mencari kadar air. 
2. Satu buah timbangan dengan kapasitas 10 kg ketelitian sampai 1,0 gram. 
3. Satu buah timbangan kapasitas 500 gram ketelitian sampai 0,1 gram. 
4. Pasir : Pasir bersih keras, kering dan bisa mengalir bebas tidak mengandung bahan pengikat dan bergradasi lewat saringan no.10 (2 mm) dan tertahan pada saringan no.200 (0,075 mm) 

CARA TEST SAND CONE ADALAH

1. Menentukan isi botol 
2. Timbanglah alat (botol + corong = gram) 
3. Letakkan alat dengan botl di bawah , bukalah kran dan isi dengan air jernih sampai penuh di atas kran. Tutuplah kran dan bersihkan kelebihan air. 
4. Timbanglah yang terisi air ( gram). Berat air = isi botol pasir . 
5. Lakukan langkah ii dan iii sebanyak tiga kali dan ambil harga rata-rata dari ketiga hasil. Perbedaan masing-masing pengukuran tidak boleh lebih dari 3 cm3 . 
6. Menentukan berat isi pasir 
7. Letakkan alat dengan botol di bawah pada dasar yang rata tutup kran isi corong pelan-pelan dengan pasir. 
8. Bukalah kran isi botol sampai penuh dan dijaga agar selama pengisian corong selalu paling sedikit setengahnya. 
9. Tutup kran bersihkan kelebihan pasir di atas kran dan timbanglah (w3 gram) 
10. Menentukan berat pasir dalam corong : 
11. Isi botol pelan pelan dengan pasir dengan pasir secukupnya dan timbang () gram. 
12. Letakkan alat dengan corong di bawah pada plat corong , pada dasar yang rata dan bersih. 
13. Bukalah kran pelan-pelan sampai pasir berhenti mengalir . 
14. Tutup kran dan timbanglah alat berisi sisa pasir () gram. 
15. Hitunglah berat pasir dalam corong (). gram. 
16. Menentukan berat isi tanah 
17. Isi botol dengan pasir secukupnya 
18. Ratakan permukaan tanah yang akan diperiksa. Letakkan plat corong pada permukaan yang telah rata tersebut dan kokohkan dengan paku pada keempat sisinya. 
19. Galilah lubang sedalam minimal 10 cm (tidak melampaui tebal hamparan padat) 
20. Seluruh tanah hasil galian di masukkan ke dalam kaleng yang tertutup dan telah diketahui beratnya () lalu timbang kaleng beserta tanah (). 
21. Timbang alat dengan pasir di dalamnya (). 
22. Letakkan alat pada tempat ke ii , corong ke bawah di atas plat corong dan buka kran pelan-pelan sehingga pasir masuk ke dalam lubang. 
23. Setelah pasir berhenti mengalir kran ditutup kembali dan timbang alat dengan sisa pasir ( gram). 
24. Ambil tanah sedikit dari kaleng untuk penentuan kadar air w %.

E. BORING AND SAMPLING

Bilamana sesudah mendapatkan hasil penyelidikan kekuatan tanah berdasarkan penyondiran dan masih dinginkan hasilnya yang lebih teliti, maka penyelidikan tanah harus dilengkapi dengan pengambilan contoh tanah dari lapisan bawah. Indikator yang berhubungan dengan karakteristik mekanika tanah pondasi harus dicari dengan melakukan pengujian–pengujian di laboraturium yang sesuai dengan latak asli tanah tersebut. Untuk maksud ini biasanya dibuatkan suatu lobang bor kedalam lapisan tanah pondasi dan kemudian dilakukan pengujian.

Pemboran beserta pengambilan contoh eksplorasi tanah atau pengujian pada letak asli dapat memberikan informasi yang lebih teliti dan terpercaya mengenai karakteristik fisik dan mekanis tanah pondasi dibandingkan dengan cara lain. Maksud diadakan pemboran ini adalah untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah dibawah yang akan menjadi pondasi, menetapkan kedalaman untuk pengambilan contoh tanah asli dan tidak asli, mengumpulkan data/informasi untuk menggambarkan profil tanah, pengambilan contoh tanah asli dan tidak asli untuk penyelidikan lanjutan di laboraturium.

Pemboran ini hanya memberikan informasi kondisi tanah dalam arah vertikal pada titik pemboran sehingga untuk memperkirakan luas dan penyebaran karakteristik dalam arah horizontal, diperlukan suatu rencana survey yang menggabungkan pengujian pemboran dengan metode survei lainnya seperti penyelidikan geofisika.

Pengambilan contoh tanah dibagi dalam pengambilan contoh tanah yang tidak terganggu (undisturbed sample) yang dipergunakan untuk penentuan berat isi, kekuatan dan penurunan. Pengembilan contoh tanah terganggu (disturbed sampel) digunakan untuk pengujian tanah yang sederhana seperti pengamatan contoh tanah secara visual, pemadatan dan sebagainya.

Tipe dan lokasi dari pengambilan sampel harus diputuskan sedemikian rupa sehingga dapat memenuhi persyaratan dari pengujian laboratorium. Tujuan dari penyelidikan tanah yang detil pada tanah lunak adalah untuk mendapatkan informasi-informasi ke geoteknikan untuk keperluan analisis dan perencanaan dari timbunan jalan termasuk juga solusi-solusinya, sehingga lokasi dan kedalaman dari pengambilan sampel harus ditentukan berdasarkan segala sesuatu yang berhubungan dengan masalah-masalah kegeoteknikan seperti stabilitas dan penurunan. Sampel tak terganggu harus diambil pada lapisan yang kritis menurut analisis dan perencanaan dari timbunan.Jumlah sampel yang diambil harus cukup untuk mewakili sebuah Unit Tanah atau harus konsisten dengan akurasi yang disyaratkan dalam desain dan skala dari struktur. Kedalam pengambilan contoh harus ditentukan sedemikian rupa sehingga dapat mewakili lapisan tanah atau unit tanah yang diselidiki.

Untuk mendapatkan contoh-contoh tanah yang diharapkan, program pengambilan contoh tanah harus diselesaikan setelah penyondiran atau pengujian langsung di lapangan, dimana hal ini akan lebih praktis untuk dilaksanakan. Sebuah desain rencana pengambilan sampel yang tepat akan dapat dibuatdengan baik dengan menyiapkan jadwal awal dari pengujian laboratorium untuk setiap titik pemboran.

Share