STANDARD PENETRATION TEST KITA

STANDARD PENETRATION

TEST KITA



Tidak diragukan lagi bahwa salah satu aspek

terpenting dalam geoteknik adalah penyelidikan

tanah yang baik dan benar.



Salah satu uji lapangan yang dapat dikatakan hampir

selalu dilakukan dalam setiap penyelidikan tanah di

Indonesia adalah Uji Penetrasi Standar (

Standard

Penetrotion Test

) atau umum dikenal dengan nama

SPT.

Standard Penetration Test (SPT)

(Wesley, 1997: 37)



Alat dinamis yang berasal dari Amerika Serikat.



“split spoon sampler” dimasukkan kedalam tanah

pada dasar lubang bor dgn memakai suatu beban

penumbuk (drive weight) seberat 140 pound (63

kg

) yg dijatuhkan dari ketinggian 30 in (75

cm

).



Jumlah pukulan untuk memasukkan

spoon

12 in

(30

cm

), disebut nilai N (N number or N value).



Umumnya hasil percobaan penetrasi statis

Standard Penetration Test

(SPT)



Cacatan: Dalam negara-negara yang

menggunakan sistem ukuran metrik (seperti di

Indonesia), pemancangan palu SPT umumnya

dilakukan hingga penetrasi 450 mm (atau 3

kali 150 mm) dan bukan 457,2 mm. Tinggi

jatuh yang digunakan juga hanya 760 mm

(bukan 762 mm)

Standard Penetration Test

(SPT)

Kesukaran mereproduksi nilai ‘N’ SPT

Sejak thn 1956 uji spt distandarisaikan dalam ASTM D 1586 dengan judul “Standard Method for Penetration Test and Spilt-Barrel Sampling of Soil”. Meskipun demikian, ternyata uji yang relatif sederhana ini sulit untuk menghasilkan nilai ‘N’ yg sama, sekalipun dilakukan pada jarak yang berdekatan. Dalam istilah teknisnya ‘sukar direproduksi’. Kesulitan ini berakibat parameter nuilai N SPT yg diperoleh sukar digunakan untuk perencanaan, terutama bila diperlukan perbandingan dgn nilai SPT dari tempat lain dan korelasi dgn para meter tanah lain yg diperlukan untuk perencanaan.

Faktor-fektor kesukaran mereproduksi nilai SPT (penelitian ahli)

1.Variasi dalam peralatan SPT yang digunakan. 2.Variasi tinggi jatuh yang tidak selalu 760 mm.

3.Gesekan yg terjadi antara palu penumbuk dgn batang pengarah yg digunakan. 4.Pemakaian mata tabung belah yg sudah aus, bengkok atau rusak.

5.Kegagalan menempatkan tabung belah pada dasar lubang bor yg tidak terganggu. 6.Lubang bor yg tidak bersih

7.Muka air atau lumpur bor (drilling fluid) dalam lubang bor lebih rendah dari MAT. Akibatnya dasar lubang bor dapat mengalami pelunakan atau membubur (quick)

Data SPT



Nilai N value yang diperoleh dengan

percobaan standard Penetration Test dapat

dihubungkan secara impiris dengan

beberapa sifat lain dari pada tanah yang

bersangkutan.



Hasil dari SPT ini sebaiknya selalu

dianggap sebagai perkiraan kasar saja,

bukan sebagai nilai-nilai yang teliti.



Umumnya hasil percobaan penetrasi statis

Cara Kerja Alat SPT

 _{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

(76cm)....(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).

 _{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.

Pukulan 6 inch pertama dimaksudkan untuk menempatkan

CARA KERJA ALAT SPT

Cara melakukan percobaan pada alat SPT sebagai berikut; Suatu alat yang dinamakan “split spoon samper” dimasukkan kedalam tanah dasar lubang bor dengan memakai beban penumbuk (drive weight) seberat 140 pound (63 kg) yang

dijatuhkan dari ketinggian 30 in (76 cm). Setelah “split spoon” dimasukkan 6 in (15 cm) jumlah pukulan ditentukan untuk memasukannya 12 in (30,5 cm) berikutnya. Jumlah pukulan disebut N (N number or N value) dengan satuan

pukulan/kaki (blow per foot). Pemboran menunjukan “penolakan” dan pengujian

Alat SPT



Percobaan ini adalah suatu macam

percobaan dinamis yang berasal dari

Amerika Serikat.



Alat serta cara melakukan percobaan

seperti yang diperlihatkan pada Gambar

3.2.

Sejak tahun 1956 uji SPT ini

Gambar 3.2

SPT

Bila mana penetrasi yang disyaratkan tidak tercapai karena dijumpai tanah keras (batuan) maka jumlah pukulan yang diperlukan untuk mancapai 12 inch pertama yang diambil sebagai nilai N.

Bilamana ini juga tidak tercapai maka biasanya nilai N disebut dengan

menyatakan kedalaman penetrasi yang dapat tercapai (contoh: 70/100 artinya diperlukan sejumlah 70

Cara Kerja

SPT

Split spoon sampler

Beban penumbuk 140 pound (63,5 kg)

Tinggi jatuh 30 in (75 cm)

Jumlah pukulan Ditentukan pada

Jarak 12 inc (30 cm) casing

Kecepatan pemukulan direkomendasi adalah rata-rata 30 pukulan per menit.

TABUNG BELAH SPT

ISSMFE merekomendasi tabung belah SPT harus terbuat dari baja yang

diperkeras (hardened steel) dengan kedua permukaan luar dan dalam yang halus.

Diameter luar berukuran 51+ 1 mm dan diameter dalamnya 31 + 1 mm. Panjangnya minimal 457 mm.

Ujung bawah tabung belah tersebut dilengkapi dengan sepatu pancang (driving shoe)

sepanjang 76 + 1 mm dengan diameter dalam dan diameter dalam dan diameter luar yang sama dengan tabung belahnya.

Sisi luar ujung sepatu pancang dibuat memipih kearah dalam sepanjang 19 mm.

Bahan sepatu pancang ini harus terbuat dari bahan yang sama dengan bahan tabung belah. Bila sepatu pancang telah mulai aus atau

Sepatu pancang dapat dilengkapi dengan penahan contoh tanah sebagaimana diperlihatkan dalam Gambar 1(b). Terdapat tiga tipe penahan contoh tanah yang dapat digunakan:

• Sepatu keranjang (Basket Shoe): Penahan contoh tanah ini berupa plat-plat baja tipis yang fleksibel. Saat dipancang, contoh tanah dapat masuk relatif tanpa

tahanan, setelah contoh tanah berada dalam tabung SPT dan saat tabung SPT diangkat, plat-plat baja tipis tersebut menutup. Biasanya alat ini dipergunakan untuk mengambil contoh tanah pasir.

• Penahan contoh tanah pegas (Spring Sample Retainer): Cara kerja penahan contoh tanah ini mirip dengan yang sebelumnya, hanya saja plat-plat penutup tidak serapat sistem sepatu keranjang. Biasanya digunakan untuk membantu mengambil tanah lempung keras atau kerikil halus.

• Katup penjebak (Trap Valve): Penahan contoh tanah jenis ini

dipergunakan untuk mengambil contoh tanah yang berair atau lumpur. Katup akan membuka saat tabung SPT ditekan dan akan menutup (kedap air) saat tabung ditarik keluar.

Teknik pemboran yang baik merupakan salah satu prasyarat untuk

mendapatkan hasil uji SPT yang baik. Teknik pemboran yang umum

digunakan adalah teknik bor bilas (wash boring), teknik bor inti (core drilling) dan bor ulir (auger boring). Peralatan yang digunakan pada masing-masing teknik pemboran harus mampu

menghasilkan lubang bor yang bersih untuk memastikan bahwa uji SPT

dilakukan pada tanah yang relatif tidak terganggu.

PENGEBORAN

Bila digunakan teknik bor bilas maka mata bor yang digunakan harus mempunyai jalan air melalui samping mata bor dan bukan melalui ujung mata bor. Apa bila air yang dipompakan melalui batang pancang kedasar lubang keluar dari ujung mata bor maka aliran air dari ujung mata bor

Walaupun sudah distandarisasi, ternyata kemudian bahwa uji yang relatif sederhana ini sulit untuk menghasilkan nilai N yang sama, sekalipun dilakukan pada jarak yang berdekatan. Dalam istilah teknisnya, uji SPT dikatakan sukar direproduksi.

Padahal reproduksi dan ketepatan hasil uji merupakan persyaratan penting dalam segala macam metoda pengujian di lapangan.

Kesulitan mengakibatkan parameter nilai N SPT yang didapat sukar digunakan untuk

perencanaan, terutama bila diperlukan perbandingan dengan nilai SPT dari tempat lain dan korelasi dengan parameter tanah lainnya yang diperlukan untuk perencanaan.

Penelitian yang dilakukan oleh para ahli menunjukkan bahwa kesukaran meresproduksi nilai SPT adalah karena faktor-faktor sbb:

1.Variasi dalam peralatan SPT yang digunakan.

2.Variasi tinggi jatuh yang tidak selalu tepat 760 mm.

3.Gesekan yang terjadi antara palu penumbk dengan batang pengarah yang digunakan. 4.Pemakaian mata tabung belah SPT yang sudah aus, bengkok tau rusak.

5.Kegagalan untuk menempatkan mata tabung belah SPT pada dasar bor yang tidak terganggu.

6.Dsar lubang bor yang tidak bersih.

7.Muka air atau lumpur (drilling fluid) di dalam lubang bor lebih rendah dari pada

permukaan tanah. Akibat dari hal ini dasar lubang dapat mengalami pelunakan atau bahkan membubur.

8.Adanya krikil pada mata tabung belah SPT. 9.Pengeboran yang tidak baik.

Pada tanah pasir halus dan pasir kelanauan pada saat penetrasi tabung belah SPT akan timbul tegangan air pori yang cukup besar. Hal ini dapat berakibat nilai N yang diperoleh lebih tinggi dari seharusnya. Koreksi yang dinajurkan oleh Terzaghi dan Peck (1948) adalah sbb:

N = 15 + ½ (N’ – 15)

Dengan N = N SPT hasil koreksi

Akan jauh lebih baik tentunya bila laporan hasil uji, disamping memuat informasi standar, juga dilengkapi dengan informasi lain. Agar hasil uji SPT bisa diinterprestasikan dan

dipergunakan secara maksimal, sebaiknya lporan hasil uji memuat informasi-informasi sbb: 1.Lokasi

2.Tanggal pemboran sampai di elevasi pengujian 3.Tanggal dan waktu dimulainya pengujian SPT 4.Nomor lubang bor

5.Kedalaman muka air tanah 6.Diameter lubang bor

7.Cara pengeboran dan ukuran casing (bila diperlukan) 8.Kedalaman dasar bor

9.Kedalaman dasar casing

10.Kedalaman muka air atau lumpur boir di dalam lubang bor pada saat uji SPT dilakukan 11.Jenis palu SPT dan metoda penjatuhannya

12.Ukuran dan berat batang yang digunakan untuk uji SPT 13.Tinggi jatuh palu

14.Kedalaman penetrasi awal akibat berat sendiri rangkaian alat

15.Perlawanan penetrasi tahap awal dan perlawanan penetrasi uji SPT (3 kali per 150 mm) 16.Deskripsi tanah sebagaimana diperoleh dalam tabung SPT

17.Catatan pengamatan mengenai kestabilan lapisan yang diuji, atau hambatan yang dialami selama proses pengujian yang akan sangat membantu dalam menginterprestasi hasil pengujian

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Perlaw anan Konus (kg/cm2)

K e d a la m a n m

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

Jum lah Ham batan Pelek at (kg/cm ) Perlaw anan Konus Ham batan Pelekat

Tanah Pasir:

Korelasi antara nilai N SPT degan kepadatan relatif (relatif density), Dr, tanah pasi pertama-tama diperkenalkan oleh Terzaghi dan Peck (1948). Kemudian Gibbs dan Holtz (1957) menambahkan nilai Dr untuk definisi kepadatan yang dikemukakan Terzaghi dan Peck tersebut.

Bentuk akhir korelasi yang diberikan mereka adalah seperti yang disajikan pada tabel berikut ini.

Kepadatan

Relatif Dr N

Sangat lepas <0,15 <4

Lepas 0,15-0,35 4-10

Sedang 0,35-0,65 10-30

Padat 0,65-0,85 30-50

Sangat Padat 0,85-1,00 >50

Agar dapat digunakan secara lebih universal, nilai N pada Tabel 4. perlu diubah ke energi standar tertentu dengan tegangan vertikal efektif sebesar 1 kg/cm2.

Kepadatan

Relatif Dr N

N1

60

Sangat lepas <0,15 <4 <3

Lepas 0,15-0,35 4-10 3-8

Sedang 0,35-0,65 10-30 8-25

Padat 0,65-0,85 30-50 25-42

Sangat Padat

0,85-1,00 >50 >42

Tabel 5. Hasil Pengukuran Energi pada Berbagai Sistem SPT (SKEMPTON, 1986; Carter & Bentley, 1991)

Sistem Penjatuhan Palu Jenis Palu

Negara Sistem Ukuran

Pemutar µ(%) Palu Berat (kg) Bantala n

ŋ

(%) (%)Er

Jepang Otomatis

(Tombi) - 10₀ Donut 2.0 0.7₈ 78

Jepang T-K-P

(2 putaran) 130 mmKecil 83 Donut 2.0 0.7₈ 65

Inggris Otomatis

(Pilcon) - 10₀ Donut_(pilcon) 19.0 0.6₀ 60

Inggris T-K-P

(1 putaran) 100 mmKecil 85 Selubung(Old

Standard)

3.0 0.7

1 60

RRC Otomatis

(Pilcon) Donut_(pilcon) 60

RRC Tambang & katrol (manual) Donut ₅₅ Amerik a T-K-P

(2 putaran) 200 mmBesar 70 Pengaman(safety) 2.5 0.7₉ 55

Inggris T-K-P

(2 putaran) 100 mmKecil

Selubung (Old Standard)

3.0 50

Amerik T-K-P Besar _{70 Donut 12.0 0.6 45}

Kepadatan

(Consistency) 45%N 60N Pengujian dengan Tangan _jenis Berat

ɤ

_sat

(t/m3)

Sangat lunak

(very Soft) <2 <2 tangan bila ditekan Keluar dari jari-jari dalam gengaman

1.44-1.60

Lunak (soft) 2-4 2-3 Dapat dibentuk hanya

dengan tekanan lemah 1.60-1.76 Teguh (Firm) 4-8 3-6 Dapat dibentuk engan

tekanan kuat 1.76-1.92 Kokoh (Stif) 8-15 6-11 Bertanda bila ditekan

kuat 1.92-2.08 Sangat Kokoh

(Very Stif) 15-30 11-23 Bertanda bila ditekan dengan ibu jari 2.08-2.24 Keras (Hard) >30 >23 Sukar digurat dengan

kuku ibu jari 2>2.00

Tabel 7. Hubungan Nilai N SPT dengan Kepadatan tanah Lempung

Tanah Lempung:

Tanah Pasir:

Tanah pasir adalah tanah yang tidak berkohesi kuat gesernya (shear

strength) semata-mata ditentukan oleh parameter Sudut Geser Dalam (Angle of Internal Friction), ф.

Grafik korelasi nilai N SPT vs ф yang sangat populer adalah grafik korelasi yang diberikan oleh Peck, Hansen dan Thomburn (1974), sebagaimana

disajikan pada Gambar 12.

Nilai N yang digunakan disini adalah nilai N yang diperoleh dengan ala SPT ber-energi efektif Er = 45 %.