Balai Uji Coba Sistem Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi II-
LEMBAR PENGESAHAN
MODUL
PRAKTIKUM GEOTEKNIK TAMBANG
Oleh
Dian Eka Aryanti
Modul ini disusun sebagai pedoman dalam pelaksanaan pembelajaran pada mata kuliah praktikum geoteknik tambang pada Program Studi Teknologi Pertambangan
Politeknik Energi dan Pertambangan Bandung
Penyusun,
Dian Eka Aryanti
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknologi Pertambangan
Ir. Suparno, M.Si
KATA SAMBUTAN
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya penyusunan Modul Praktikum Geoteknik Tambang sebagai materi kompetensi yang diajarkan pada semester ketiga di Program Studi Teknologi Pertambangan PEP Bandung. Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan kompetensi dasar mahasiswa di bidang geoteknik tambang.
Penyusunan Modul Praktikum ini menjadi bagian dari program PEP Bandung dalam memenuhi ketersediaan dan kelengkapan bahan ajar untuk mendukung proses pembelajaran. Disamping itu, modul ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi pihak-pihak yang berkepentingan sebagai bentuk partisipasi PEP Bandung dalam mendukung perkembangan ilmu geoteknik dalam bidang pertambangan.
Ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim Penyusun, sehingga modul ini dapat diselesaikan dengan baik. Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan ilmu dan teknologi, situasi, kebijakan dan peraturan yang terus menerus terjadi.
Bandung, Maret 2021 Direktur PEP Bandung
Asep Rohman
KATA PENGANTAR
Modul praktikum geoteknik tambang ini disusun dalam 3 (tiga) bagian yang terbagi atas pendahuluan, materi pokok, dan penutup. Penyusunan modul diharapkan mampu mempermudah mahasiswa dalam memahami dan menerapkan keilmuan Geoteknik Tambang pada proses pembelajaran.
Kompetensi yang diharapkan setelah mahasiswa menyelesaikan praktikum mata kuliah geoteknik tambang ini diantaranya mahasiswa mampu mengaplikasikan pemetaan geoteknik dan mengkorelasikan hasil pemetaan terhadap kualitas massa batuan, melaksanakan pengujian dan/atau penyelidikan geoteknik, melakukan analisis kestabilan lereng dan tambang bawah tanah/lubang bukaan, menggunakan alat pemantauan deformasi, dan menerapkan K3 dalam proses geotekni tambang.
Dalam penyusunan modul praktikum ini, tim penyusun menyadari masih banyak yang perlu ditingkatkan dan disempurnakan secara berkelanjutan, sehingga substansi modul dapat mengikuti perkembangan ilmu dan teknologi. Akhirnya, semoga modul praktikum ini dapat memberikan manfaat bagi mahasiswa maupun dosen dalam mendukung proses pembelajaran.
Bandung, Maret 2021 Tim Penyusun
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
KATA SAMBUTAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ... viii
PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Deskripsi Singkat ... 1
C. Tujuan Pembelajaran ... 2
D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ... 2
E. Estimasi Waktu ... 2
MATERI POKOK 1 PEMETAAN GEOTEKNIK ... 3
1.1 Perencanaan Teknis ... 3
1.2 Lingkup Pekerjaan Pemetaan/ Penyelidikan Geologi Teknik ... 4
1.2.1 Objektif ... 4
1.2.2 Metodologi ... 4
1.3 Pemetaan Topografi ... 5
1.4 Pemetaan Geologi ... 7
1.5 Pengeboran Geoteknik ... 8
1.5.1 Lokasi dan Elevasi Pengeboran ... 9
1.5.2 Lokasi dan Elevasi Pengeboran ... 10
1.5.3 Metode Pengeboran dan Pengambilan Contoh Tanah dan Batuan ... 11
1.5.4 Metode Pengeboran dan Pengambilan Contoh Tanah dan Batuan ... 16
MATERI POKOK 2 PENYELIDIKAN GEOTEKNIK ... 28
2.1 Penyelidikan Lapangan ... 28
2.2 Pengujian Lapangan ... 28
2.2.1 Sumuran Uji/ Paritan ... 28
2.2.2 Standard Penetration Test ... 30
2.2.3 Sondir ... 32
MATERI POKOK 3 ANALISIS KESTABILAN LERENG ... 38
3.1 Pendahuluan ... 38
PENUTUP ... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 43
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 - Ukuran saringan dan bukaan ... 7
Tabel 1.2 - Klasifikasi tanah berdasarkan USCS ... 19
Tabel 1.3 - Penggolongan jenis-jenis batuan utama ... 23
Tabel 1.4 - Klasifikasi batuan sedimen karbonat menurut Dearman 1981 ... 23
Tabel 1.5 - Klasifikasi batuan untuk fondasi menurut Tanaka ... 26
Tabel 1.6 - Skala waktu geologi ... 26
Tabel 2.1 - Identifikasi dari konsistensi tanah berbutir halus ... 34
Tabel 2.2 - Identifikasi terhadap konsistensi tanah berbutir halus ... 36
Tabel 2.3 - Derajat kepadatan material alami ... 38
Tabel 2.4 - Jenis batuan yang cocok untuk tubuh embung ... 48
Tabel 2.5 - Kelompok tanah lunak ... 50
Tabel 2.6 - Ikhtisar identifikasi, pengambilan contoh, cara uji dan karakteristiknya ... 51
Tabel 4.1 - Tingkat aktifitas tanah ... 74
Tabel 4.2.- Jenis mineral pada tanah lempung... 75
Tabel 4.3. - Klasifikasi tanah ekspansif menurut Altmeyer (1955) ... 75
Tabel 4.4. - Klasifikasi tanah ekspansif berdasarkan LL, PI dan suction test di lapangan ... 76
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1-Pembentukan tanah akibat proses pelapukan batuan
(Strahler&Strahler,1984) ... 5
Gambar I.2 - Massa tanah jenuh air sebagian ... 7
Gambar I.3 - Grafik pembagian ukuran butir ... 8
Gambar I.4 - Grafik pembagian ukuran butir berbagai jenis tanah ... 9
Gambar I.5 - Grafik plastisitas ... 15
Gambar II.1 - Susunan tanah pada kondisi jenuh air sebagian ... 30
Gambar II.2 - Contoh grafik gradasi butiran ... 36
Gambar I.3 - Contoh hasil uji pemedatan di laboratorium ... 37
Gambar II.4 - Kondisi tegangan pada keadaan runtuh ... 40
Gambar II.5 - Alternatif cara p-q diagram ... 42
Gambar IV.1 - Pengambilanblocksample dandeskripsitanahdisumuruji ... 69
Gambar IV.2 - Batas-batas Atterberg ... 71
Gambar IV.3 - Klasifikasi tanah berdasarkan USCS ... 73
Gambar IV.4.- Grafik hubungan prosentase butiran lempung Vs activity (Seed et al, 1962) ... 76
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Deskripsi
Modul praktikum geoteknik tambang ini terdiri dari lima materi pokok. Materi pokok pertama membahas pemetaan geoteknik. Materi pokok kedua membahas penyelidikan geoteknik. Materi pokok ketiga membahas analisis kestabilan lereng tambang. Materi pokok keempat membahas analisis kestabilan lubang bukaan tambang bawah tanah. Materi pokok kelima membahas pemantauan deformasi.
Mahasiswa mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang berurutan.
Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk memahami materi dalam mata kuliah praktikum geoteknik tambang. Setiap materi pokok dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi alat ukur tingkat penguasaan mahasiswa setelah mempelajari materi dalam modul ini.
Persyaratan
Dalam mempelajari modul ini, mahasiswa diharapkan dapat menyimak dengan seksama penjelasan dari dosen, sehingga dapat memahami dan menerapkan dengan baik materi keilmuan geoteknik tambang yang merupakan materi inti/substansi di Program Studi Teknologi Pertambangan. Untuk menambah wawasan, mahasiswa diharapkan dapat membaca terlebih dahulu materi yang berkaitan dengan geoteknik tambang dari sumber lainnya.
Metode
Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh dosen, adanya kesempatan tanya jawab, diskusi, diskusi, dan kegiatan praktik.
Alat Bantu/Media
Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/projector, Laptop, white board dengan spidol dan penghapus, bahan tayang, peralatan praktik, serta modul dan/atau bahan ajar.
Kompetensi Dasar
Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, mahasiswa diharapkan mampu mengaplikasikan prinsip-prinsip geoteknik dalam pertambangan dari perspektif perencanaan, desain dan operasi yang mencakup batuan lunak dan keras, serta sistem penambangan bawah tanah dan terbuka.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ilmu geoteknik merupakan salah satu bidang ilmu yang penting dalam kegiatan pertambangan. Pada aktivitas penambangan baik mineral maupun batubara tidak akan terlepas dari kegiatan penggalian dan penimbunan yang akan berkaitan erat dengan permasalahan kestabilan di area penambangan. Permasalahan kestabilan ini akan ditemui pada setiap tahapan, baik pada tahapan perancangan, tahapan penambangan, hingga tahapan pasca tambang. Hal ini penting karena menyangkut keselamatan kerja, keamanan peralatan dan perlengkapan, serta keberlanjutan/keberlangsungan kegiatan produksi. Dalam mempelajari geoteknik akan selalu berkaitan dengan sifat dan perilaku material di alam, baik di permukaan (surface) maupun yang berada di dalam bumi (subsurface).
Pengetahuan tersebut sangat penting khususnya bagi ahli geoteknik dan juga bagi perencana (engineer) untuk memahami perilaku material. Pengetahuan tersebut juga sangat dibutuhkan ketika melakukan analisis desain maupun evaluasi desain.
Informasi mengenai sifat material dapat diperoleh dari hasil penyelidikan geoteknik terhadap material.
Modul praktikum geoteknik tambang, disiapkan bagi mahasiswa untuk memahami prinsip-prinsip geoteknik dalam pertambangan dari perspektif perencanaan, desain dan operasi yang mencakup batuan lunak dan keras, serta sistem penambangan bawah tanah dan terbuka, yang nantinya diharapkan mampu mengaplikasikan dan menerapkan keilmuannya.
B. Deskripsi Singkat
Mata kuliah ini membekali mahasiswa secara praktis tentang penerapan prinsip- prinsip teknik geoteknik dalam pertambangan dari perspektif perencanaan, desain dan operasi yang mencakup batuan lunak dan keras, serta sistem penambangan bawah tanah dan terbuka dengan pengetahuan mengenai geoteknik tambang, yang disajikan dengan menggunakan metode ceramah, diskusi, tanya jawab dan praktik.
C. Tujuan Pembelajaran 1. Kompetensi Dasar
Setelah mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran, mahasiswa diharapkan mampu mengaplikasikan prinsip-prinsip geoteknik dalam pertambangan dari perspektif perencanaan, desain dan operasi yang mencakup batuan lunak dan keras, serta sistem penambangan bawah tanah dan terbuka.
2. Indikator Keberhasilan
Setelah mengikuti pembelajaran, peserta diharapkan mampu:
a. Mengaplikasikan pemetaan geoteknik dan mengkorelasikan hasil pemetaan dengan kualitas massa batuan,
b. Melaksanakan pengujian dan penyelidikan geoteknik, c. Melakukan analisis kestabilan lereng dan lubang bukaan,
D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok
Dalam modul praktikum geoteknik tambang ini akan membahas materi:
1. Pemetaan Geoteknik
a. Prinsip dasar pemetaan geoteknik b. Pengukuran bidang diskontinu c. Kualitas massa batuan
2. Penyelidikan Geoteknik
a. Pengujian mekanika batuan in-situ b. Pengujian metode geofisika
3. Analisis Kestabilan Lereng a. Metode kesetimbangan batas b. Metode numerik
E. Estimasi Waktu
Alokasi waktu yang diberikan untuk pelaksanaan kegiatan belajar mengajar untuk mata kuliah Praktikum Geoteknik Tambang ini adalah 1 sks dengan 1 (satu) jam pelajaran (JP) atau sekitar 170 menit.
MATERI POKOK 1 PEMETAAN GEOTEKNIK
Geoteknik merupakan salah satu dari banyak ilmu dalam perencanaan atau design tambang. Data geoteknik harus digunakan secara benar dengan kewaspadaan dan asumsi-asumsi serta batasan-batasan yang ada untuk dapat mencapai hasil seperti yang diinginkan. Pemahaman mengenai kondisi lapangan perlu dilakukan agar memperoleh kondisi aktual dari massa tanah dan batuan pembentuk lokasi penambangan. Tahap ini harus dilakukan dengan baik dan teliti sehingga diperoleh desain yang paling mendekati kondisi sebenarnya.
1.1 Perencanaan Teknis
Dalam tahap perencanaan teknis perlu diperhatikan tahapan dalam kegiatan pertambangan sebagai berikut:
Gambar 1. Skema Bagan Alir Pertambangan
Dalam kegiatan pertambangan, pengumpulan data geoteknik harus diintegrasikan dengan program eksplorasi untuk menyediakan program pengumpulan data yang optimal dan efisien. Data geoteknik untuk desain tambang dapat dengan mudah
Prospeksi Eksplorasi Studi Kelayakan
Tidak Menguntun
gkan
Arsip
Menguntun gkan
Perencana an Tambang
& Biaya
Developme nt
Penamban gan
Pengolaha n
Konsentras
i Ekstraksi
Indikator keberhasilan : setelah mengikuti pembelajaran ini, mahasiswa diharapkan mampu melakukan pemetaan geoteknik dan mengidentifikasi kualitas massa batuan batuan.
Pemasaran
dikumpulkan dari program eksplorasi inti bor dan pemetaan singkapan permukaan batuan.
1.2 Lingkup Pekerjaan Pemetaan/ Penyelidikan Geologi Teknik 1.2.1 Objektif
Penyelidikan kondisi geologi penting dilakukan untuk semua lokasi/ area dalam kegiatan pertambangan, hal ini dilakukan untuk menentukan kondisi geologi umum dan mengidentifikasi kendala dalam kegiatan konstruksi maupun development.
Untuk area studi yang besar, dapat berguna dengan menyiapkan peta yang menggambarkan kondisi geologi permukaan dan dangkal.
Gambaran umum kondisi geologi memungkinkan evaluasi awal mengenai kesesuaian area untuk pengembangan. Pemetaan geoteknik permukaan bertujuan untuk mendapatkan data dan informasi tentang kondisi massa batuan yang akan digunakan untuk mendukung proses karakterisasi massa batuan.
1.2.2 Metodologi
Metoda yang digunakan dalam melakukan pemetaan dan penyelidikan geologi teknik adalah metoda kualitatif dan kuantitatif. Metoda kualitatif yaitu melaksanakan pengamatan lapangan, pengukuran struktur, deskripsi sifat fisik dan keteknikan tanah/ batuan, kondisi keairan, dan menginventarisasi kebencanaan geologi yang mungkin terjadi. Metoda kuantitatif yaitu melakukan perhitungan dan analisis seperti daya dikung, kemantapan lereng, dan kompresibilitas.
Lingkup pekerjaan ini dapat dikategorikan menjadi empat tingkatan, yaitu:
a. Perencanaan
b. Pekerjaan lapangan c. Pekerjaan laboratorium d. Analisis dan evaluasi data e. Penyusunan laporan
Studi reconnaissance geologi dapat dilakukan melalui langkah-langkah sebagai berikut:
a. Studi literatur dan pengumpulan data
b. Terrain analysis berdasarkan peta topografi dan interpretasi dari citra satelit
c. Persiapan peta geologi awal (luas area).
d. Site reconnaissance untuk mengkonfirmasi data awal
e. Menyiapkan untuk eksplorasi bawah permukaan dari kondisi yang ditemui
Gambar 2. Elemen pada Studi Reconnaissance
Pada pekerjaan lapangan, penyelidikan geologi permukaan dilakukan dengan pemetaan geologi permukaan, yang perlu dilakukan pada tahap desain, pengamatan terhadap singkapan-singkapan dan pembuatan peta geologi yang dilakukan dengan cara analogi terhadap kondisi bawah permukaan. Data yang perlu dikaji antara lain topografi, stratigrafi, struktur geologi, sifat batuan, material endapan, hidro geologi dan sejarah geologi (geohistory).
Peta dasar yang digunakan berupa foto udara atau peta topografi:
a. Peta wilayah dengan skala 1:50.000 sampai 1:100.000 b. Peta semi detil lapangan skala1:10.000 sampai 1:25.000 c. Peta detil dengan skala 1:500 sampai1:5.000
1.3 Pemetaan Topografi
Peta topografi memetakan tempat-tempat di permukaan bumi yang berketinggian sama (dihitung dari permukaan laut) menjadi bentuk garis-garis kontur, dimana garis kontur mewakili satu ketinggian. Peta topografi mengacu pada semua ciri-ciri permukaan bumi yang dapat diidentifikasi, baik alamiah maupun buatan, yang dapat
ditentukan pada posisi tertentu. Terdapat dua unsur utama topografi adalah ukuran relief (berdasarkan variasi elevasi axis) dan ukuran planimetrik (ukuran permukaan bidang datar). Peta topografi menyediakan data yang diperlukan, antara lain sudut kemiringan, elevasi, daerah aliran sungai, vegetasi secara umum, dan pola urbanisasi. Peta topografi juga menggambarkan sebanyak mungkin ciri-ciri permukaan suatu kawasan tertentu dalam batas-batas skala tertentu.
Secara umum, peta topografi adalah peta ketinggian titik atau kawasan yang dinyatakan dalam bentuk angka ketinggian atau kontur ketinggian yang diukur terhadap permukaan laut rata-rata. Untuk keperluan pertambangan, skala peta yang digunakan harus sesuai dengan Lampiran XIII-b Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 1453 K/29/MEM/2000, yaitu 1:2000. Pada perencanaan tambang detail diperlukan peta dengan skala 1:1000. Selain memberikan informasi mengenai keadaan permukaan dan elevasi, peta topografi juga berfungsi untuk menggambarkan bentuk dua dimensi dari bentuk tiga dimensi rupa bumi sehingga dapat dihasilkan penampang dalam bentuk 2D dan 3D.
Gambar 3. Contoh Kontur Peta Topografi (serc.carleton.edu, 2021)
1.4 Pemetaan Geologi
Pemetaan geologi merupakan suatu pekerjaan atau pengumpulan data geologi, baik di darat maupun di laut, dengan berbagai metode (Irwandhy, 2016). Peta geologi merupakan bentuk ungkapan data dan informasi geologi suatu daerah/
wilayah/ kawasan dengan tingkat kualitas yang bergantung pada skala peta yang digunakan. Berdasarkan Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 1452 K/10/MEM/2000, peta geologi merupakan peta yang menggambarkan informasi sebaran dan jenis serta sifat batuan, umur, stratigrafi, struktur, tektonika, fisiografi, serta potensi sumber daya mineral dan energi uang disajikan dalam bentuk gambar dengan warna, simbol, dan corak, atau gabungan ketiganya.
Kelengkapan terkait dengan peta geologi dapat merefer pada aturan Standar Nasional Indonesia (SNI) Nomor 13-4691-1998 yaitu simbil peta, istilah, keterangan peta, penyajian peta, penerbitan, spesifikasi, dan ukuran lembar peta.
Peta geologi dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
a. Peta geologi sistemik merupakan peta yang menyajikan data geologi pada peta dasar topografi atau batimetri dengan nama dan nomor lembar peta yang mengacu pada Surat Keputusan Ketua Badan Survei dan Pemetaan Nasional (SK Ketua Bakosurtanal Nomor 019.2.2/1/1975).
b. Peta geologi tematik merupakan peta yang menyajikan informasi geologi dan/atau potensi sumber daya mineral dan/atau energi untuk tujuan tertentu.
Beberapa data geologi yang digunakan dalam analisis kestabilan lereng tambang diantaranya adalah sebaran batuan, tipe mineral pembentuk material lereng, dan bidang-bidang diskontinuitas. Tipe longsoran yang mungkin terjadi sangat dipengaruhi oleh kondisi dari bidang-bidang diskontinuitas. Selama proses pekerjaan penggalian, kondisi geologi harus terus dikaji dan desain lereng dapat dimodifikasi ulang apabila ternyata kondisi geologi aktual berbeda dengan data awal.
1.5 Pengeboran Geoteknik
Pengeboran geoteknik dilakukan untuk mengetahui strata atau perlapisan tanah dan batuan di bawah permukaan bumi, jenis, serta kondisi tanah dan batuan pada daerah yang akan diteliti.
Hasil pengeboran akan disusun dalam bentuk log bor. Informasi yang dapat diperoleh dari log bor tersebut diantaranya (Didiek Djarwadi, 2012; dalam Irwandhy Arief, 2016):
a. Elevasi
Elevasi permukaan tanah akan menjadi hitungan kedalaman untuk mengambil contoh (sampel) tanah, melakukan uji SPT (Standard Penetration Test), mengetahui muka airtanah, dan sebagainya.
b. Kedalaman
Kedalaman lubang bor penting untuk mengetahui pergantian jenis tanah dan batuan dan posisi atau elevasi dimana diperlukan pengambilan contoh tanah dan batuan sesuai dengan rencana kerja dan uji SPT (Standard Penetration Test). Pada bor batuan, kedalaman juga diperlukan untuk mendeskripsikan terjadinya anomaly geologi atau munculnya struktur geologi yang kompleks.
c. Deskripsi Tanah dan Batuan
Deskripsi tanah dan batuan dilakukan secara visual dari contoh tanah dan batuan yang diperoleh. Akurasi dari deskripsi ini sangat ditentukan oleh profesionalisme dan pengalaman dari ahli bor.
d. Titik Pengambilan Contoh Tanah dan Batuan
Pengambilan contoh tanah dan batuan dilakukan dengan interval tertentu. Titik pengambilan contoh tanah dan batuan akan diikat dengan elevasi muka tanah titik bor.
e. Contoh yang diperoleh (sample recovery)
Merupakan panjang contoh tanah dan batuan yang diperoleh dengan suatu metode yang telah teruji. Panjang sample recovery tidak selalu sama dengan Panjang tabung yang digunakan. Oleh karena itu, sebelumnya harus dipersiapkan dahulu satu tabung dengan panjang yang cukup untuk dapat mengambil keperluan semua uji yang ditetapkan untuk menjaga homogenitas contoh tanah dan batuan.
f. Simbol tanah dan batuan
Simbol diperlukan untuk membedakan jenis tanah dan batuan yang didapatkan dari lubang bor.
g. Penetrasi
Nilai penetrasi mencerminkan nilai SPT (Standard Penetration Test) terkoreksi (N60), yaitu jumlah pukulan yang diperlukan untuk menembus suatu lapisan tanah setebal 30 cm dengan alat uji SPT (Standard Penetration Test). Nilai ini akan mencerminkan tingkat kekerasan suatu lapisan tanah.
1.5.1 Lokasi dan Elevasi Pengeboran
Pada umumnya lokasi dan elevasi pengeboran ditentukan oleh tenaga ahli survei.
Jika tenaga ahli survei tidak ada, pengawas lapangan bertanggung jawab dalam penentuan lokasi pengeboran dan elevasi muka tanah sesuai dengan kebutuhan proyek. Lokasi bor biasanya ditandai dengan patok beton yang dapat dilihat dalam jarak 1,0 m, misalnya dengan sistem GPS (Global Positioning System) untuk membantu dokumentasi lokasi. Dalam penentuan elevasi pengeboran perlu diperhatikan hal-hal sebahai
Dalam penentuan elevasi pengeboran perlu diperhatikan hal-hal seperti berikut:
a. Jika dilakukan survei topografi, elevasi bor dapat ditentukan dengan interpolasi antarkontur. Metode ini umumnya dapat diterima, tetapi pengawas lapangan harus mengetahui bahwa pengukuran elevasi peka terhadap posisi horisontal pengeboran. Oleh karena itu jika interval kontur berubah dengan cepat, elevasi bor harus ditentukan secara optik.
b. Penggunaan patok referensi (BM) harus ditunjukkan pada rencana lapangan dan survei topografi. Jika tidak, perlu digunakan patok sementara (TBM) pada struktur tanah permanen.
c. Patok sementara (TBM) harus tetap dapat berfungsi selama operasi konstruksi selanjutnya, dan dapat disusun secara tipikal walaupun elevasi berubah-ubah (kecuali jika elevasi tanah setempat seragam). Letak patok referensi (BM) dan atau patok sementara (TBM) yang digunakan pada rencana lapangan harus diperlihatkan oleh pengawas lapangan.
d. Penyipat datar atau alat perata dapat digunakan untuk membantu menentukan elevasi. Survei dengan cara penyipat datar harus dilakukan dengan teliti.
Elevasi harus diperlihatkan dengan patok pada lubang bor yang berjarak paling dekat 1/10 m, kecuali jika diarahkan lain oleh perencana. Biasanya datum elevasi (tetap) harus diidentifikasi dan dicatat.
1.5.2 Lokasi dan Elevasi Pengeboran
Perlengkapan lapangan yang umum diperlukan untuk penyelidikan geoteknik di lapangan dapat dilihat di Tabel 1.
Tabel 1. Daftar Perlengkapan Lapangan
Peralatan Keterangan
Formulir kerja Rencana lapangan, spesifikasi teknik, lembaran instruksi lapangan, formulir memorandum lapangan harian, formulir isian deskripsi lubang bor, formulir untuk uji khusus (geser baling, kelulusan air, dan lain-lain), label isian contoh atau tape, kopi surat izin yang diperlukan, buku lapangan (anti basah), rencana keselamatan dan keamanan, panduan lapangan, formulir pengeluaran sub kontraktor Alat pengambil contoh Alat pengambilan contoh, tabung kosong dan lain-
lain, pisau pemotong contoh, alat ukur (sampai bagian 1 cm), dan 25 m tape/pita dengan pelampung dasar yang rata pada ujungnya, agar dapat digunakan untuk pengukuran muka air, alat penyipat datar, kain lap, tempat contoh dan boks inti, boks contoh untuk pengapalan (jika perlu), keranjang dengan penutup jika diperlukan contoh bongkahan (bulk), wadah setengah lingkaran, sikat kawat
Alat pengaman/ personil Topi keras/baja, sepatu pengaman, kaca mata pengaman (jika bekerja dengan alat pemukul atau pahat), sepatu karet, perlengkapan hujan, sarung tangan kerja.
Alat lain Papan jepit (clipboard), pensil, penghapus, alat cap (felt markers), alat skala dan penggaris, jam, kalkulator, kamera, kompas, botol cuci dan atau tabung uji, penetrometer saku dan atau torvane, alat komunikasi (radio dua arah, telpon selular).
1.5.3 Metode Pengeboran dan Pengambilan Contoh Tanah dan Batuan
Metode-metode pengeboran yang dapat dipakai dalam proses pengambilan contoh (sample) tergantung pada bermacam-macam faktor antara lain genesa endapan, kedalaman, tipe batuan.
Pengeboran dan pengambilan contoh tanah dapat dilakukan dengan berbagai peralatan yang berbeda. Metode yang digunakan untuk melanjutkan pengeboran harus sesuai dengan kondisi tanah dan air tanah, untuk memastikan bahwa kualitas contoh tanah yang diperoleh sudah memadai. Hal-hal yang harus diperhatikan pada waktu pengeboran khususnya keruntuhan tanah atau tanah lepas dari bor sebelum pengambilan contoh.
Air pembilas biasanya diperlukan untuk menstabilkan dinding tepi dan dasar lubang bor dalam tanah lempung lunak atau tanah nonkohesif yang berada di bawah muka air tanah. Dasar lubang bor harus distabilisasi agar tidak mengalami penyembulan atau dinding tepi menyusut, tidak mengalami gangguan tanah sebelum pengambilan contoh atau tidak menyulitkan masuknya tabung sampai ke dasar lubang bor. Dalam penyelidikan geoteknik, umumnya pengeboran dilakukan dengan menggunakan alat bor auger tangga putar batang menerus (solid stem continuous flight), bor auger batang berlubang (hollow stem), atau bor putar.
a. Pengeboran auger tangga putar batang menerus (Solid stem flight augers) Pada umumnya metode pengeboran ini hanya digunakan pada tanah kohesif kaku, sehingga dinding lubang bor tetap stabil di seluruh kedalaman bor. Gambar 4a menunjukkan perlengkapan sistem bor auger menerus yang digunakan dengan mesin bor putar. Ujung auger disambung dengan matabor (Gambar 4b) berbentuk jari (finger) atau ekor ikan (fish tail), yang berfungsi untuk memotong tanah.
Sementara itu auger berbentuk tangga putar berfungsi sebagai sekrup pembawa, yang dapat membawa potongan tanah ke bagian atas lubang. Batang auger harus ditambah secara bertahap sampai mencapai kedalaman tanah yang diinginkan.
Karena penggunaannya terbatas, maka alat ini umumnya tidak cocok untuk penyelidikan yang digabung dengan pengambilan contoh. Alat ini harus digunakan dengan hati-hati terhadap perlawanan penetrasi dan getaran bor, agar dapat memberikan data interpretasi kondisi geoteknik dengan baik. Matabor berbentuk ekor ikan biasanya digunakan pada formasi lempung kaku (Gambar 4b), sedangkan
batuan perselingan atau lapisan tersementasi. Berhubung matabor berbentuk jari biasanya meninggalkan runtuhan tanah pada dasar lubang bor, maka jarang digunakan. Bor batang masif tersedia dalam berbagai ukuran diameter luar yang berkisar antara 102 mm (4,0 in) dan 305 mm (12,0 in) (lihat Gambar 4c), dan yang umum adalah dengan diameter 102 mm. Pada waktu pemasangan sambungan bor batang pada alat bor utama, digunakan pasak (cotter pins) seperti diperlihatkan pada Gambar 4d. Biasanya bor batang menerus diputar masuk ke dalam tanah dengan suatu kecepatan dan bor ditarik kembali tanpa rotasi, untuk mengatur bor batang dengan putaran minimum.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 4. Sistem bor auger tangga putar batang padat menerus:
(a) Perlengkapan sistem bor auger, (b) matabor berbentuk jari (finger) dan ekor ikan (fish tail), (c) ukuran alat bor batang masif, (d) beberapa bentuk potongan bor
auger dan sambungannya (FHWA NHI-01-031)
b. Pengeboran auger tangga putar batang berlubang (hollow) menerus
Pada umumnya alat ini hampir sama dengan bor auger tangga putar batang menerus, namun mempunyai lubang besar di tengah (lihat Gambar 5). Skema berbagai komponen sistem alat ini dapat dilihat pada Gambar 5 dan gambar alat pada Gambar 6b s.d. 6f. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut:
a) Jika pekerjaan pengeboran dilanjutkan, batang tengah (center rod) dan matabor tengah sebagai penyumbat auger (plug) dimasukkan ke dalam lubang batang auger. Matabor tengah yang disambung dengan matabor luar berfungsi untuk mencegah masuknya potongan tanah ke dalam auger batang berlubang.
b) Batang tengah yang terdiri atas batang-batang penghubung yang disambung dari dasar matabor ke drive cap dengan drive adaptor, digunakan untuk memastikan bahwa batang tengah dan matabor berputar bersama-sama dengan auger.
c) Jika elevasi pengambilan contoh sudah tercapai, batang dan matabor tengah harus dicabut kembali. Kemudian tabung contoh dimasukkan melalui batang
berlubang untuk pengambilan contoh. Jika hal ini dilakukan pada batuan, harus digunakan bor inti.
d)
Metode alat ini biasanya digunakan pada tanah lempung atau tanah berbutir kasar yang berada di atas muka air tanah, yang kemungkinan dinding lubang bor tidak stabil. Auger berfungsi sebagai pipa lindung (casing) sementara, untuk mengambil contoh tanah tidak terganggu di bawah matabor. Potongan contoh dari metode bor ini diputar dengan gerakan ke atas dan digunakan untuk keperluan pengamatan visual. Pada kedalaman bor yang dalam, akan terlihat deskripsi yang berbeda antara hasil bor di atas dan di bawah permukaan lapisan dasar. Hal ini mutlak dipahami oleh supervisor untuk keperluan identifikasi kondisi lapisan tanah in situ.e)
Tanah di bawah muka air tanah di dasar bor akan mengalami tekanan air hidrostatik, sehingga mengganggu tanah berbutir kasar atau lempung lunak.Hal tersebut akan menimbulkan sembulan tanah sumbatan bor, dan menghalangi tabung untuk mencapai dasar lubang bor. Jika terjadi sembulan atau gangguan, perlawanan penetrasi untuk menggerakkan tabung akan berkurang. Oleh karena itu, sebaiknya digunakan metode bor putar atau tetap dengan bor hollow yang dialiri air pembilas, untuk mengimbangi tinggi tekan walaupun sulit dilakukan.
Gambar 5. Komponen bor auger tangga putar batang berlubang (hollow)
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Gambar 6. Sistem bor auger tangga putar batang berlubang (hollow) menerus:
(a) perbandingan dengan bor auger batang; (b) konfigurasi bor auger batang berlubang tipikal; (c) ukuran bor auger batang berlubang; (d) matabor bentuk tangga terpasang di tengah; (e) matabor luar; (f) matabor bagian luar dan tengah
(FHWA NHI-01-031)
c. Pengeboran putar dengan penyemprotan (rotary wash borings)
Metode pengeboran putar dengan penyemprotan (lihat Gambar 7 dan Gambar 8a) biasanya merupakan metode yang paling memadai untuk lapisan tanah yang berada di bawah muka air tanah. Tepi lubang bor didukung pipa lindung (casing) atau dibantu dengan air pembilas. Jika digunakan pipa lindung bor, pengeboran dapat dilanjutkan secara bertahap dengan cara sebagai berikut:
a) Memukul pipa lindung masuk sampai kedalaman contoh yang diinginkan.
b) Membersihkan lubang bor sampai ke dasar pipa lindung.
c) Memasukkan alat pengambil contoh dan mengambil contoh dari bawah pipa lindung.
Pemilihan pipa lindung biasanya berdasarkan diameter luar alat pengambil contoh atau alat bor inti yang dimasukkan melalui pipa lindung, faktor-faktor pengaruh lain seperti kekakuan bor dalam badan air atau tanah sangat lunak, atau ukuran batang pipa lindung.
Gambar 7. Skema perlengkapan bor putar dengan penyemprotan (Hvorslev, 1948)
(a) (b) (c)
\
(d) (e) (f)
Gambar 8. Sistem bor putar semprot: (a) konfigurasi bor tipikal; (b) pipa lindung dan sepatu pemancangan; (c) matabor intan, penahan (drag) dan roda (roller); (d) debit air pembilas; (e) saringan penangkap air pembilas potongan tanah; (f) kolam
pengendapan (tangki sedimen).
Dalam penggunakan pipa lindung (lihat Gambar 8b) perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
a) Pipa lindung bor putar tipikal dilengkapi dengan diameter dalam yang berkisar antara 60 mm (2,374 in) dan 130 mm (5,125 in).
b) Jika pengeboran berada di bawah muka air tanah, penggunaan pipa lindung harus dilakukan dengan hati-hati untuk mengatur tinggi tekan air dalam pipa lindung yang berada di atas muka air tanah. Penambahan air ke dalam lubang juga harus dilakukan dengan hati-hati, karena batang bor kemungkinan dapat bergeser setelah dilakukan pembersihan lubang sebelum pengambilan contoh dilakukan.
c) Saringan yang disimpan dalam air pembilas yang mengalir digunakan untuk menyaring bahan layang (Gambar 8e dan Gambar 8f). Air pembilas kembali yang berkurang atau hilang dapat menunjukkan adanya pelipatan terbuka, retakan, kavitasi, lapisan kerikil, zona yang sangat lulus air, dan kondisi stratigrafi lainnya yang dapat menimbulkan hilangnya air dalam rongga secara tiba-tiba. Hal ini harus dicatat dalam penyusunan log bor.
d) Sifat-sifat air pembilas dan kuantitas air pompa melalui bit/potongan dapat digunakan untuk mengetahui ukuran partikel, yang dapat dipindahkan dari lubang bor dengan sirkulasi air pembilas. Pada lapisan tanah yang mengandung kerikil, kerakal, atau partikel lebih besar, material kasar akan tertinggal di dasar bor. Oleh karena itu, kemungkinan diperlukan alat pengambil contoh yang berdiameter lebih besar (misal OD split-barrel ukuran 76 mm (3,0 in) untuk mengambil contoh tanah dan batuan yang representatif.
1.5.4 Metode Pengeboran dan Pengambilan Contoh Tanah dan Batuan
Contoh tanah terambil yang digunakan untuk pengujian dan analisis pada umumnya dibagi atas dua kategori utama yaitu contoh terganggu dan contoh tanah tidak terganggu, dengan penjelasan sebagai berikut.
a. Contoh tanah terganggu
Contoh ini diperoleh dengan menggunakan alat yang mungkin dapat menghancurkan struktur makro tanah tetapi tidak mengganggu komposisi mineraloginya, dan dapat dilakukan dengan berbagai metode (lihat Tabel 7).
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.
b. Contoh tanah tidak terganggu
Contoh yang diperoleh dari lapisan tanah lempung akan digunakan dalam uji laboratorium untuk mengetahui sifat-sifat teknik tanah. Contoh tidak terganggu dari tanah berbutir kasar dapat juga diambil dengan prosedur khusus, seperti pembekuan atau pengisian damar/lilin (parafin) dan tabung blok atau tabung inti.
Pengambilan contoh yang dilakukan dengan alat khusus ini, digunakan untuk membantu mengurangi gangguan pada struktur tanah in situ dan kadar air tanahnya. Contoh tanah tidak terganggu dapat pula digunakan untuk mengetahui kekuatan, stratifikasi, kelulusan air, kepadatan, konsolidasi, sifat dinamik, dan sifat teknik tanah lainnya
Gambar 9. Contoh Sample Batuan Drill Core
1.6. Pengukuran Bidang Diskontinu (Metode Scanline)
Keberadaan, panjang, komposisi, dan perilaku mekanik dari diskontinuitas secara signifikan mempengaruhi keamanan dan model keruntuhan suatu massa batuan (Yong, 2018 dalam Lin, 2019). Beberapa parameter untuk menunjukkan karakteristik massa batuan sebagai berikut:
a. Tipe batuan, meliputi: batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf b. Tipe diskontinuitas, yaitu deskripsi tentang isian pada diskontinuitas dan panjang
dikontinuitas
c. Orientasi diskontinuitas, dinyatakan dengan dip-strike atau dip-dip direction
d. Spasi diskontinuitas, merupakan jarak antar bidang diskontinu e. Kemenerusan, merupakan ukuran panjang dari diskontinuitas
f. Kekasaran permukaan diskontinuitas, meliputi bentuk permukaan (stepped, undulating, dan planar) dan kekasaran (rough, smooth, dan slickensided)
g. Kekuatan dinding (wall strength)
h. Pelapukan, menyebabkan berkurangnya kuat geser diskontinuitas (shear strength of discontinuities) yang dilambangkan dengan G.
i. Bukaan, adalah jarak yang memisahkan antara dinding bidang diskontinu yang terbuka
j. Ketebalan isian, menyatakan jenis material pengisi pada bukaan yang dimaksud pada poin i
k. Airtanah (seepage)
l. Jumlah pasangan diskontinuitas, jumlah diskontinuitas yang saling memotong m. Ukuran blok dan bentuk blok. Bentuk blok meliputi blocky, tabular, shattered dan
columnar
Gambar 10. Parameter Penilaian Massa Batuan
Jarak pisah antarbidang diskontinu (kekar) adalah jarak tegak lurus antara dua bidang diksontinu yang berurutan sepanjang sebuah garis pengamatan yang disebut scanline, dan dinyatakan sebagai intact length. Panjang scanline minimum untuk pengukuran jarak diskontinuiti adalah sekitar 50 kali jarak rata-rata diskontinuiti yang
hendak diukur. Namun, menurut International Society for Rock Mechanics (ISRM, 1981) panjang ini cukup setiap 10 kali. Tergantung tujuan pengukuran scanlinenya.
Gambar 11. Keterangan mengenai metode scanline, B-B’: Scanline; A: Bukaan Rekahan; S: Spasi Rekahan; dan L: Panjang Rekahan (Sapiie, 1998 dalam
Herlambang, 2014)
Gambar 12. Pengukuran jarak antar kekar menggunakan metode scanline (Lama, R.D. dan L.P. Gonano, 1976; dalam Irwandhy Arief, 2016)
Lampiran 1
1. Formulir Log Bor
2. Formulir Log Bor Coring
3. Formulir Exploration Pit Log
4. Langkah-Langkah Pengisian Log Bor
: GENERAL INFORMATION Location:of Scanline : NATURE AND ORIENTATION OF DISCONTINUITY Station or DepthTypeDipDip DirectionPersistence (m)TerminationAperture/Wi dthNature of FillingStrength of FillingSurface RoughnessSurface ShapeJRCWater FlowSpacing (m) : Project NameField Party: Station/Hole No:Discontinuity Data Sheet No:
DISCONTINUITY SURVEY DATA SHEETDate Project No:Weather : Remarks
Lereng:
MATERI POKOK 2 PENYELIDIKAN GEOTEKNIK
2.1 Penyelidikan Lapangan
Secara garis besar kegiatan penyelidikan dibagi menjadi dua, yaitu penyelidikan lapangan dan uji laboratorium yang keduanya dilakukan untuk mendapatkan informasi geoteknik untuk fondasi, bahan timbunan, bahan beton dan batu. Jenis penyelidikan geoteknik yang dilakukan di lapangan, antara lain meliputi :
a. pemetaan geologi teknik b. pemboran tangan
c. pembuatan lubang uji (sumuran uji) d. pengambilan contoh tak terganggu;
e. pengambilan contoh terganggu, bahan beton dan batu;
f. pengujian lapangan.
Selanjutnya contoh yang diperoleh dari lapangan diuji dilaboratorium untuk meperoleh data mengenai sifat fisik dan sifat teknik tanah dan batuan.
2.2 Pengujian Lapangan 2.2.1 Sumuran Uji/ Paritan
Maksud dari penggalian sumuran uji adalah:
a. Pengamatan visual perlapisan tanah dan diskripsinya.
b. Mencari kelongsoran /struktur geologis dengan membuat atau memperluas sumur uji menjadi paritan untuk mendapatkan kedalaman lapisan tanah / batuan.
c. Mendapatkan cara yang mudah untuk penggalian ditinjau dari segi biaya dan untuk menetapkan kedalaman lapisan batuan.
d. Mengadakan percobaan ditempat dalam skala besar termasuk percobaan daya dukung pelat dan percobaan pembebanan horizontal.
Indikator keberhasilan: setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan dan menerapkan tentang penyelidikan geoteknik.
e. Mengambil contoh tanah tak terganggu (block samples dan tabung) serta tanah terganggu (material timbunan diborrow area) untuk pengujian pemadatan dilaboratorium (Proctortest).
Sebelum pekerjaan dimulai semua peralatan yang dibutuhkan harus disiapkan. Salah satu langkah pertama adalah pemilihan lokasi yang tepat sehingga data yang diharapkan bisa diperoleh. Kadang-kadang perlu diperhatikan kerusakan yang timbul pada lengkungan baik akibat sumur uji itu sendiri maupun akibat peralatan yang dibawa. Setelah lokasi ditemukan, rencana sumur uji ditandai dengan patok. Lapisan humus dibuang terlebih dahulu. Setiap penggalian dilakukan lapis demi lapis setebal
±30 cm untuk memungkinkan pengujian-pengujian setempat.
Untuk sumur uji dengan kedalaman lebih dari 1,50 m harus diberi kemiringan atau diberi turap pelindung, tetapi untuk tanah lumpur yang sangat lunak kadang-kadang diperlukan tuiap meskipun kedalaman galian kurang dari 1,50 m. Untuk tanah lempung kenyal kadang-kadang tidak dibutuhkan turap sampai kedalaman 1,50 m tetapi untuk lebih dari 1,50 m diperlukan turap. Tanah berpasir dan lanau akan membahayakan terutama jika mengandung air dan terutama jika berada di bawah muka air tanah. Tanah batuan sering-sering tidak membutuhkan turap hanya perlu diperhatikan adanya bahaya batu jatuh. Jika pengujian telah selesai, maka sumur uji harus ditutup kembali tetapi jika masih dibutuhkan untuk tidak tertimbun kembali.
Gambar 12. Pengambilan blok sample dan deskripsi tanah sumuran uji (humanities.exeter.ac.uk)
2.2.2 Standard Penetration Test
Uji Penetrasi Standar (Standard Penetration Test, SPT) merupakan salah satu pengujian untuk menentukan daya dukung di lapangan, selain pengujian kerucut statis (Cone Penetration Test, CPT), pengujian beban pelat (Plate Load Test atau Plate Bearing Test) dan lain-lain. Uji ini terutama dilakukan pada tanah-tanah yang mudah terganggu pada waktu pengambilan contohnya, seperti tanah-tanah tidak kohesif (Hardiyatmo, 2010).
Metode pengujian SPT telah distandarkan sebagai SNI (Standar Nasional Indonesia) 4153 sejak tahun 1996 dengan revisi tahun 2008 serta ASTM (American Society for Testing and Materials) D1586 sejak tahun 1958 dengan revisi secara periodik hingga sekarang (Bowles, 1984).
Prinsip Kerja SPT
Menurut Hardiyatmo(2010), uji SPT dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Sewaktu dilakukan pengeboran inti pada lapisan tanah yang diuji, mata bor dilepas dan diganti dengan suatu alat yang disebut standard split barrel sampler (gambar ). Kemudian, pipa bor diturunkan kembali sampai alat tersebut menumpu lapisan tanah yang akan diuji.
Gambar 13. Split barrel sampler (Adaptasi dari ASTM D1586, Hardiyatmo, 2010) Di atas ujung pipa bor yang berada di permukaan tanah, dipasang pemberat sebesar 63,5 kg yang digantung pada sebuah kerekan. Pemberat ini ditarik naik- turun dengan tinggi jatuh 76 cm. Setelah pemukulan awal sedalam 15 cm, jumlah
pukulan untuk setiap penurunan split barrel sampler sebesar 30,5 cm (1 ft) dihitung.
Nilai N didefinisikan sebagai jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk penetrasi silinder split barrel sampler sedalam 30,5 cm pada setiap pengujian. Jumlah pukulan dihubungkan secara empiris dengan kerapatan relatif dari tanah pasir.
Pengujian sebaiknya dilakukan pada interval kedalaman yang diperkirakan penting.
Gambar 14. Uji SPT secara manual (Kovacs et al., 1981 dalam Hardiyatmo, 2010) Pengujian merujuk pada ASTM D1586 (Standard Test Methods for Standard Penetration Test) atau SNI 4153-2008 - Cara uji penetrasi lapangan dengan SPT.
Perlatan yang diperlukan (SNI 4153-2008):
- Mesin bor yang dilengkapi dengan peralatannya;
- Mesin pompa yang dilengkapi dengan peralatannya;
- Split barrel sampler;
- Palu dengan berat 63,5 kg dengan toleransi meleset ± 1%.
- Alat penahan (tripod);
- Rol meter;
- Alat penyipat datar;
- Kerekan;
- Kunci-kunci pipa;
- Tali yang cukup kuat untuk menarik palu;
Prosedur pengujian SPT adalah sebagai berikut (ASTM D1586, Hardiyatmo, 2010):
1. Bor tanah dengan diameter lubang sekitar 60-200 mm sampai kedalaman yang akan diuji.
2. Pasang split barrel sampler di ujung pipa bor.
3. Dengan menggunakan tali (kawat) tarik pemukul (berat 63,5 kg) setinggi 76 cm dan jatuhkan. Energi yang ditimbulkan mendesak sampler ke dalam lubang bor.
Ulangi pemukulan sampai sampler terpenetrasi 45 cm, dengan mencatat jumlah pukulan setiap interval penetrasi 15 cm. Hentikan pengujian jika jumlah pukulan lebih dari 50 untuk tiap-tiap interval, atau jika jumlah pukulan total lebih dari 100 pukulan.
4. Hitung nilai N dengan menjumlahkan jumlah pukulan 30 cm terakhir (jumlah pukulan untuk 15 cm pertama tidak dihitung, hanya untuk referensi, karena pada dasar lubang bor tanah rusak akibat pengeboran).
5. Angkat ke atas sampler SPT, dan ambil contoh tanah di dalam sampler.
6. Lanjutkan pengeboran untuk uji SPT pada kedalaman selanjutnya.
Uji SPT di dalam tanah kerikil atau pasir yang berkerikil harus dianalisis hati- hati, karena bila alat mendorong sekelompok kerikil, akan berakibat jumlah pukulan yang lebih banyak.
2.2.3 Sondir
Pengujian ini secara umum dikenal sebagai pengujian sondir, yaitu uji statis berkaitan dengan cara memasukkan konus melalui penekanan dengan kecepatan tertentu.
Hasil dari pengujian ini dapat digunakan untuk merencanakan daya dukung ujung (end bearing) dan perlawanan keliling permukaan tiang (friction/adhesion resistence) dari pondasi tiang maupun daya dukung pondasi dangkal. Selain itu pengujian ini sangat praktis untuk mengetahui dengan cepat letak kedalaman lapisan tanah keras, bahkan dengan mengevaluasi nilai rasio gesekan (friction ratio), dapat pula dilakukan deskripsi jenis lapisan tanah.
Gambar 15. Rincian Penekanan Hidraulik (SNI: 2827:2008)
Percobaan ini dapat dilakukan pada semua jenis tanah berbutir halus maupun kasar (pasir), namun tidak dapat dilaksanakan jika pada lapisan tanah tersebut terdapat banyak kerikil. Peralatan yang digunakan diantaranya:
a. Mesin sondir ringan (2 ton) atau mesin sondir berat (10 ton)
b. Seperangkat pipa sondir lengkap dengan batang dalam sesuai kebutuhan dengan panjang masing-masing 1 m
c. Dua buah manometer kapasitas
d. Sondir ringan 0 – 50 kg/ cm2 dan 250 kg/ cm2 e. Sondir berat 0 – 50 kg/ cm2 dan 600 kg/ cm2 f. Konus dan bikonus
g. Empat buah angker dengan perlengkapan (angker dan spiral) h. Kunci pipa,alat-alat pembersih, oli, minyak hidrolik
Prosedur pengujian sebagai berikut:
a. Pasang dan aturlah mesin sondir vertikal di tempat yang akan diperiksa
secara kuat ke dalam tanah. Pengisian minyak hidrolik harus bebas gelembung-gelembung udara sehingga tekanan pada manometer sempurna.
b. Pasang konus dan bikonus (sesuai kebutuhan) pada ujung pipa pertama c. Pasang rangkaian pipa pertama beserta konus tersebut (b) pada mesin
sondir
d. Tekan pipa untuk mendapatkan konus atau bikonus sampai kedalaman tertentu, umumnya sampai 20 cm
e. Tekan batang untuk pembacaan manometer
• Apabila dipergunakan bikonus, maka penetrasi ini pertama-tama akan menggerakan ujung konus ke bawah sedalam 4 cm serta bacalah manometer sebagai perlawanan penetrasi konus (PK) serta dicatat pada lembar hasil sondir. Penekanan selanjutnya akan menggerakan konus beserta selubung ke bawah sedalam 8 cm lalu bacalah manometer sebagai hasil jumlah perlawanan (JP) yaitu perlawanan penetrasi konus (PK) dan hambatan lekat (HL)
• Apabila dipergunakan konus, maka pembacaan manometer hanya dilakukan pada kedalaman 20 cm
f. Pemberhentian pekerjaan :
• Sondir ringan : bila tekanan manometer tiga kali berturut-turut melebihi 150 Kg/cm2. Atau kedalaman maksimum 30 meter.
• Sondir berat : bila tekanan manometer tiga kali berturut-turut melebihi 500 kg/cm2 atau kedalaman maksimum 50 meter.
Perhitungan:
Rumus yang dipergunakan 1. Hambatan lekat
HL = (Jp – Pk) x (A/B)
Dimensi : A = tahap pembacaan
B = Luas Jaket / luas torak = 10 2. Jumlah hambatan lekat
Dimana : L = kedalaman yang dicapai konus
Gambar 16. Bagan alir cara uji penetrasi lapangan dengan alat sondir (SNI: 2827:2008)
Lampiran 2.
Formulir hasil uji penetrasi konus static (sondir)
