KAEDAH UJIAN PENUSUKAN PIAWAI ( SPT )
4.4 Perhubungan Hasil SPT Dengan Parameter-Parameter Tanah
Daripada penyelidikan-penyelidikan yang telah dilakukan, hasil daripada ujian SPT dapat diperkaitkan dengan parameter-parameter tanah. Dari keputusan perhubungan ini, kerja-kerja kejuruteraan boleh dilakukan seperti merekabentuk asas, menganggarkan enapan tanah dan menganggarkan pencairan (liquefaction) tanah.
Selain daripada mengetahui parameter-parameter yang sebenar seperti kekuatan tanah dan ketumpatan tanah, ketekalan tanah juga dapat diketahui dan boleh dikelaskan ke dalam beberapa kategori dari sangat longgar ke sangat padat bagi tanah tidak berjelekit dan sangat lembut ke keras bagi tanah berjelekit.
4.4.1 Pengaruh Tekanan Tanggungan Atas Ke Atas Nilai SPT Dalam Tanah Tidak Jelekit.
Penyelidikan yang menyeluruh oleh Gibbs dan Hortz (1957) dan Bazaraa telah menghubungkan tekanan tanggungan atas dengan ketumpatan bandingan pasir (Dr) di mana :
emak- e
Dr = emak- emin
Terdapat pengaruh tekanan tanggungan atas ke atas satu Dr yang diberi. Nilai SPT akan bertambah bila tekanan tanggungan atas meningkat. Bazaraa mengaitkan perhubungan ini dalam bentuk :
N = 20 Dr2 (1 + 2σ) untuk σ≤ 1.5 kips/sq.ft. N = 20 Dr2 (3.25 + 0.5σ) untuk σ≥ 1.5 kips/sq.ft.
Dimana, N = nilai penusukan piawai Dr = ketumpatan bandingan pasir
Tatacara yang dicadangkan oleh Bazaraa menganggap nilai-nilai N Terzaghi berhubung dengan tekanan tanggungan atas bernilai kira-kira 1.5 kips/sq.ft. Untuk mengambil kira pengaruh tekanan tanggungan atas, Bazaraa telah pun mencadangkan pembetulan bagi nilai N berdasarkan analisis ke atas sejumlah penjaraan iaitu
:-N = 4 :-N' untuk σ ≤ 1.5 kips/sq.ft. 1 + 2σ
N = 4 N' untuk σ ≥ 1.5 kips/sq.ft.
3.25 + 0.5σ di mana,
N = Nilai penusukan SPT yang dibetulkan N' = Nilai penusukan awal (sebenar) σ = Tekanan tanggungan atas
Beberapa komen boleh dibuat mengenai persamaan-persamaan di atas :
(1) N bertambah dari N asal bila σ < 1.5 kips/sq.ft.
(2) N berkurang dari N asal bila σ > 1.5 kips/sq.ft.
(3) Bila N asal menunjukkan nilai Dr < 0.5, persamaan diatas tidak boleh digunakan.
Perhubungan diantara nilai hentaman, ketumpatan bandingan dan tekanan tanggungan atas telah diterbitkan oleh Gibbs dan Holtz (1957) berdasarkan ujian-ujian makmal terkawal. Ia telah diterima secara menyeluruh bertahun-tahun dan digunakan sebagai asas membetulkan nilai SPT dalam menganggarkan enapan. Tetapi kemudiannya, didalam kebanyakan kes lengkung-lengkung yang diperolehi untuk menganggarkan ketumpatan bandingan adalah rendah. Pengubahsuaian yang dicadangkan oleh Bazaraa (1967) nampaknya lebih sesuai diterima. Perhubungan parameter-parameter ini dengan hentaman SPT dapat dilihat dalam Rajah 4.12.
Dari rajah dapat dilihat bahawa bagi satu-satu indeks ketumpatan, hentaman yang lebih diperlukan bila tekanan tanggungan atas semakin bertambah. Indeks ketumpatan adalah berhubung terus dengan tekanan tegak.
4.4.2 Pengaruh Rendaman (Submergence) Keatas Nilai N
Kedudukan paras air dalam pasir halus adalah kritikal bagi tujuan rekabentuknya, nilai N yang diperolehi perlu dibetulkan. Dalam pasir yang halus atau berkelodak dengan garispusat berkesan 0.1 - 0.05mm, pengaruh rendaman ke atas nilai N menjadi penting.
Terzaghi dan Peck (1948) mencadangkan bagi pasir longgar sangat halus atau kelodak yang terendam, tekanan air liang yang positif mungkin dihasilkan dalam tanah semasa SPT sedang dijalankan disebabkan oleh beban dinamik dan ketelapan rendah dalam tanah itu. Tekanan air liang positif ini boleh mengurangkan rintangan riceh tanah tersebut dan ini akan mengurangkan nilai SPT akibat rendaman.
Sebaliknya bagi pasir yang padat, sangat halus atau berkelodak dan terendam, ujian SPT mungkin akan menghasilkan tekanan air liang negatif yang mana akan meniniggikan rintangan penembusan dan seterusnya meninggikan nilai N. Untuk mengambil kira pengaruh ini, Terzaghi dan Peck mencadangkan untuk pasir terendam yang sangat halus atau berkelodak dengan nilai N lebih besar dari 15, ketumpatan bandingan adalah lebih kurang sama dengan ketumpatan bandingan pasir kering dengan nilai SPT di mana :
N = 15 + 1/2 ( N' - 15 ) --- (4.1)
Kajian yang dibuat oleh Bazaraa pula mencadangkan untuk pasir yang sangat halus atau berkelodak dengan nilai N bersamaan 15 atau kurang di antara 3 kaki di atas paras air, rendaman meninggikan nilai N dengan faktor hampir kepada 1.3. Keputusan
kajian ini menafikan keputusan-keputusan ujian makmal (Gibbs dan Holtz, 1957; schultze dan Melzer,1965) yang mengatakan rendaman mengurangkan nilai N bagi pasir yang sangat halus dan pasir berkelodak. Keputusan kajian ini juga bercanggah dengan cadangan Terzaghi dan Peck (1948) bahawa rendaman tidak meninggikan nilai N bagi pasir sangat halus atau pasir kelodak kecuali tanah ini adalah padat secara bandingan dengan nilai N melebihi 15 di atas paras air.
Sebenarnya rendaman meninggikan niali N pasir sangat halus atau pasir kelodak tidak kira nilai N pasir kering adalah melebihi atau kurang dari 15. Tambahan lagi, kecenderungan meninggikan nilai N akibat rendaman adalah lebih ketara bagi pasir halius daripada pasir padat. Ini menunjukkan pengaruh rendaman ke atas nilai N bagi pasir sangat halus atau pasir kelodak bukanlah sebab fungsi tekanan air liang yang terbentuk semasa ujian penembusan. Ketumpatan bandingan bagi pasir sangat halus atau berkelodak dengan nilai N' adalah hampir sama dengan pasir kering dengan nilai N di mana :
N = 0.6 N' --- (4.2)
Sekiranya niali N' yang dicatitkan adalah kurang dari 15, pasir itu adalah halus ke kasar atau kering, maka N = N'. Ketiga-tiga perhubungan ini ditunjukkan dalam Rajah 4.13.
Taburan data diatas graf boleh disebabkn oleh faktor-faktor seperti perubahan rawak dalam ketumpatan bandingan dan perubahan dalam tegasan berkesan akibat tekanan air liang negatif kapilari di atas paras air serta disebabkan oleh perubahan dalam tekanan tanggungan atas. Data dan penyelidikan yang lebih diperlukan sebelum kesimpulan akhir dapat dibuat. Buat masa kini, persamaan (4.1) boleh digunakan secara terus berbanding dengan persamaan (4.2) oleh Bazaraa. Tambahan pula persamaan (4.2) tidak dicadangkan bagi satu masa yang cukup panjang.
4.4.3 Perhubungan Nilai SPT Dengan Tanah Tidak Berjelekit
Perhubungan nilai SPT dengan parameter-parameter dan sifat-sifat tanah boleh digambarkan dalam jadual-jadual dibawah :
Jadual 4.1 : Perhubungan ketumpatan bandingan dan nilai N bagi pasir. (Terzaghi dan Peck, 1948)
Kepadatan Ketumpatan Bandingan SPT (N) Sangat longgar < 0.2 < 4 Longgar 0.2 - 0.4 4 - 10 Sederhana padat 0.4 - 0.6 10 - 30 Padat 0.6 - 0.8 30 - 50 Sangat padat 0.8 - 1.0 > 50
Jadual 4.2 : Perhubangan nilai N dengan sifat-sifat tanah. (Mitchell dan Katti, 1981)
Sangat longgar Longgar Sederhana padat Padat Sangat padat Nilai N 4 4 -10 10 - 30 30 - 50 >50 Indeks (%) ketumpatan 15 15 - 35 35 - 65 65 - 85 85 -100 Berat unit kering (kN/m3) 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 20 Sudut geseran ( 0 ) 30 30 - 32 32 - 35 35 - 38 38