Prosiding Seminar Intelektual Muda #2, Peningkatan Kualitas Hidup dan Peradaban Dalam Konteks IPTEKSEN, 5 September 2019, hal: 359-364, ISBN 978-623-91368-1-9, FTSP, Universitas Trisakti.
SATRIO RACADIA AFRIANTORO .
359
INTERPRETASI HASIL UJI PILE INTEGRITY TEST PADA
FONDASI TIANG BOR
INTERPRETATION OF PILE INTEGRITY TEST RESULTS IN THE
BORED PILE FOUNDATION
Satrio Racadia Afriantoro
¹
, Aksan Kawanda
²
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Trisakti, Jakarta Email : satrioracadia@gmail.com
ABSTRAK
Fondasi merupakan suatu bagian dari struktur yang memiliki peranan sangat penting. Pentingnya fungsi dari fondasi ini seringkali tidak diimbangi oleh metode pelaksanaan pekerjaan fondasi yang benar, akibatnya banyak terjadi kerusakan pada fondasi atau fondasi yang terpasang tidak sesuai dengan yang direncanakan. Fondasi seperti itu perlu dilakukan sebuah pengujian untuk mengetahui kondisi aktual dari fondasi yang terpasang. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah metode Pile Integrity Test (PIT). Pada penelitian ini akan dibahas mengenai perbandingan antara metode PIT versi lama yang dikemukakan oleh Rausche,F. dan Goble,G.G pada tahun 1979 dan metode PIT terbaru yang dikemukakan oleh Webster, K., Rausche, F. dan Webster, S pada tahun 2011. Selain itu melalui penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai parameter apa saja yang dapat mempengaruhi hasil dari interpretasi PIT. Hasil akhir dari penelitian ini akan didapatkan grafik mengenai kondisi tiang yang baik dan tiang yang buruk.
Kata Kunci : Fondasi tiang bor, Pile Integrity Test, Klasifikasi PIT
ABSTRACT
The foundation is a part of a structure that has a very important role. The importance foundation is often not balanced by the method of foundation construction, as result lot unplanned could occur a damage to the foundation.Foundation needs a test to determine its actual condition, one of it is the Pile Integrity Test (PIT) method.In this study we will discuss the comparison between the old version of the PIT interpretation method proposed by Rausche, F. and Goble, G.G in 1979 and the latest PIT method proposed by Webster, K., Rausche, F. and Webster, S in 2011. In addition, through this research, it is expected to provide information about any parameters that might influence the results of the interpretation of PIT. The final results of this study will be obtained graphs about the condition of a good and bad pile.
360
A. PENDAHULUAN
Fondasi adalah suatu bagian dari bangunan yang bertugas meletakkan bangunan dan meneruskan beban dari struktur atas ke dalam tanah yang cukup kuat mendukungnya “Hardiyatmo, 2002”. Dalam perencanaan suatu bangunan teknik sipil, perencanaan fondasi merupakan salah satu pekerjaan yang sangat penting. Fondasi harus bisa menyalurkan beban yang diterima dari struktur diatasnya ke lapisan tanah.
Dalam pelasanaan konstruksi, terdapat banyak kasus kegagalan bangunan yang diakibatkan oleh kegagalan fondasi yang tidak dapat diperbaiki sehingga seluruh bangunan tidak dapat berfungsi lagi, atau memerlukan biaya yang tinggi untuk memperbaikinya. Untuk mencegah hal ini terjadi dilakukan berbagai upaya mulai dari penyelidikan tanah, perhitungan daya dukung tanah dan fondasi serta penurunannya, hingga tahap pelaksanaan fondasi. Selain itu, pada saat pekerjaan fondasi selesai dilakukan harus juga dilakukan sebuah pengujian untuk mengetahui kondisi aktual dari fondasi tersebut. Terdapat berbagai macam jenis pengujian yang dapat dilakukan, salah satunya adalah pengujian Pile Integrity Test
(PIT).
B. STUDI PUSTAKA
Pile Integrity Test (PIT) adalah sebuah metode yang bersifat Non Destructive Test
(NDT) atau metode tidak merusak yang berfungsi untuk memprediksi kondisi tiang. PIT disebut juga dengan low strain dynamic test karena pada metode ini, palu tangan (hammer) yang dipukulkan pada kepala tiang menghasilkan low strain. Metode ini cukup sering digunakan di beberapa proyek konstruksi karena cukup efektif dari segi waktu dan biaya.
Prinsip kerja PIT adalah menggunakan analisa kecepatan perambatan gelombang
ultrasonik pada suatu media. Gelombang yang dihasilkan dari pemukulan palu tangan pada kepala tiang merambat pada penampang tiang dari permukaan atas tiang hingga ke dasar tiang lalu dipantulkan kembali keatas. Dari data yang diperoleh berupa pantulan gelombang, gaya, dan kecepatan dapat ditarik kesimpulan mengenai kondisi aktual dari fondasi tiang yang dimiliki.
Berdasarkan kasus diatas, dengan memantau pantulan gelombang pada kepala tiang dapat diperkirakan apakah terjadi kerusakan atau terjadi perubahan penampang pada tiang. Setiap pantulan gelombang disebabkan oleh perubahan impedansi tiang. Semakin besar perubahan impedansi pada tiang, maka semakin besar pula pantulan gelombang yang terpantau pada kepala tiang. Parameter impedansi ini merupakan kumpulan dari karakteristik tiang dan tanah. Pada prinsipnya impedansi merupakan fungsi dari penampang tiang, kecepatan rambat gelombang yang merupakan fungsi dari kualitas material tiang dan kondisi tanah pada kedalaman tertentu. Persamaan yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut:
1. Kecepatan rambat gelombang
𝑐 = √𝐸𝜌 (2.1)
di mana:
c = Kecepatan rambat gelombang (m/s) E = Modulus Elastisitas (N/m²)
Ρ = Massa jenis material (kg/m³) 2. Impedansi tiang (Z)
Gelombang turun Gelombang naik
Prosiding Seminar Intelektual Muda #2, Peningkatan Kualitas Hidup dan Peradaban Dalam Konteks IPTEKSEN, 5 September 2019, hal: 359-364, ISBN 978-623-91368-1-9, FTSP, Universitas Trisakti.
SATRIO RACADIA AFRIANTORO .
361
𝑍 = 𝐴√𝐸. 𝜌 (2.2)
di mana:
Z = Impedansi (kg/s)
A = Luas penampang tiang (m²)
Dengan mensubtitusikan persamaan (2.2) ke (2.1) diperoleh:
𝑍 = 𝑐. 𝜌. 𝐴 (2.3)
Dari persamaan 2.3 dapat diketahui bahwa nilai c dan 𝜌 memiliki nilai yang konstan karena pada saat pengujian nilai kecepatan rambat gelombang ditetapkan dengan nilai 3800 m/s, sehingga perubahan impedansi hanya berpengaruh terhadap perubahan penampang tiang fondasi.
C. METODE PENELITIAN
Data hasil pengujian PIT merupakan data yang bersifat sekunder karena diperoleh dari pihak lain. Selanjutnya data ini akan diolah menurut metode analisis time domain (bentuk yang digunakan untuk menggambarkan sinyal berdasarkan variasi waktunya), serta dengan bantuan aplikasi PIT-W.
D. HASIL STUDI 1. Sejarah Metode PIT
Pada awal mula ditemukan metode PIT tahun 1979, Rausche.F dan Goble G.G mengemukakan terdapat 4 jenis kategori hasil pengujian terhadap tiang. Kategori tersebut antara lain tiang memiliki kondisi yang baik (undamage) dalam arti tiang tidak memiliki kerusakan, dalam persentase dapat dikatakan 100% baik. Kategori yang kedua yaitu tiang memiliki kondisi sedikit baik (slight damage), dalam artian tiang dalam keadaan baik namun terdapat sedikit kerusakan, dalam persentase dapat digolongkan dalam rentan 80-99%. Kategori yang ketiga yaitu tiang memiliki kondisi sedikit rusak (damage), dalam artian tiang mengalami kerusakan namun kerusakan yang ada tidak terlalu signifikan, dalam persentase dapat digolongkan dalam rentan 60-79%. Kategori yang terakhir yakni tiang memiliki kondisi yang rusak (broken), dalam artian tiang
mengalami banyak kerusakan ataupun reduksi penampang, dalam persentase dapat digolongkan < 60%.
Seiring penggunaan metode PIT banyak ditemukan keterbatasan pengujian berdasarkan metode terdahulu, maka dari itu pada tahun 2011 diperkenalkan metode interpretasi PIT yang baru untuk mengatasi batasan-batasan yang ada pada metode terdahulu. Pada metode ini terdapat penambahan klasifikasi hasil pengujian PIT menjadi 6 kategori dari yang semula hanya 4 kategori. Klasifikasi itu antara lain, tiang memiliki kondisi yang baik (AA). Kategori kedua yaitu tiang memiliki kondisi sedikit baik (AB). Kategori ketiga yaitu tiang memiliki kondisi sedikit baik sampai kedalaman x (m) (ABx). Dalam kategori ini dapat digolongkan bahwa tiang yang diuji hanya memiliki kondisi yang baik sampai kedalaman tertentu. Kategori keempat yaitu tiang memiliki kondisi yang sedikit rusak pada kedalaman x (m) (PFx). Kategori kelima yaitu tiang memiliki kondisi yang rusak (PDx). Kerusakan yang ada pada kategori ini lebih kompleks dibandingkan dengan kerusakan yang ada pada kategori sebelumnya. Kategori yang terakhir yaitu hasil pengujian pada tiang tidak dapat dilakukan interpretasi karena terdapat kesalahan (IVx dan IR). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Klasifikasi Metode PIT
- IVx
- IR
Slight damaged - Damaged PFx
Broken PDx
- AB
- ABx
Metode Lama (1979) ( Rausche F, dan Goble G.G)
Metode Baru (2011) (Webster K, Rausche F, Webster S)
Undamaged AA
Prosiding Seminar Intelektual Muda #2, Peningkatan Kualitas Hidup dan Peradaban Dalam Konteks IPTEKSEN, 5 September 2019, hal: 359-364, ISBN 978-623-91368-1-9, FTSP, Universitas Trisakti.
SATRIO RACADIA AFRIANTORO .
362
Gambar 3 Klasifikasi Metode PIT (lanjutan)
2. Parameter Dalam Interpretasi Hasil Uji PIT
Dalam melakukan interpretasi hasil uji PIT, kita harus mengetahui parameter-parameter apa saja yang menentukan hasil dari pengujian ini. Parameter tersebut aantara lain WS (wave speed), PI (pivot), MA (magnification), MD (magnification delay), LO (low pass), HI (high pass), WL (wavelet), dan T1 (onset index). Dari sekian banyak parameter yang ada, terdapat lima parameter utama yang dapat mempengaruhi proses interpretasi. kelima parameter itu antara lain MA, MD, WS, PI, WL. Jika salah satu dari lima parameter ini terdapat kesalahan dalam menentukan nilainya akan berakibat fatal.
2.1 MA (Exponential Magnification)
Energi yang diberikan oleh hammer pada kepala tiang akan berkurang nilainya seiring dengan bertambahnya kedalaman tanah. Semakin panjang tiang yang diuji maka energi juga akan semakin kecil nilainya ketika mendekati dasar tiang. Maka dari itulah diperlukan nilai MA untuk mengatasi
pengurangan energi ini. Jadi dapat disimpulkan MA adalah sebuah parameter yang berguna untuk memperbesar energi yang diterima di kepala tiang akibat pengurangan energi yang terjadi selama gelombang bergerak turun menuju dasar tiang dan dipantulkan kembali ke kepala tiang. Nilai MA mempunyai rentang nilai 1-75 yang dapat diatur sesuai dengan keadaan grafik yang ada. Biasanya penentuan nilai MA dilakukan berdasarkan besarnya pantulan gelombang awal dan pantulan gelombang dasar tiang. Kedua pantulan gelombang ini diupayakan mempunyai besar yang sama atau setidaknya dapat terlihat pantulan dasar tiang.
2.2 MD ( Magnification Delay)
MD atau magnification delay adalah parameter dengan satuan panjang (m) yang menjelaskan dimana dimulai terjadinya perubahan pada pantulan gelombang. Nilai MD adalah 20% dari panjang tiang. Delay terhadap magnitudo ini harus diperhatikan karena berhubungan dengan kedalaman dibawah kepala tiang dimana tanah yang memiliki kontribusi terhadap tiang berada. Parameter ini tidak dapat mempunyai nilai lebih dari panjang tiang.
2.3 WS ( Wave Speed)
WS atau wave speed adalah parameter yang menunjukkan besarnya kecepatan gelombang yang bergerak baik menuju dasar tiang maupun menuju kepala tiang. Seperti yang telah dijelaskan, besarnya WS menggunakan nilai asumsi yaitu 3800 m/s. Pada pengujian di lapangan digunakan nilai WS sesuai dengan asumsi yaitu 3800 m/s, namun untuk melakukan interpretasi kita dapat mengubah nilai WS menggunakan aplikasi PIT-W. Jika kita mengubah nilai WS menjadi lebih kecil dari asumsi atau ≤ 3800 m/s maka akan mengakibatkan grafik menjadi lebih memanjang. Jika nilai WS diubah menjadi lebih besar dari nilai asumsi atau ≥ 3800 m/s
- IVx
- IR
Slight damaged - Damaged PFx
Broken PDx
- AB
Prosiding Seminar Intelektual Muda #2, Peningkatan Kualitas Hidup dan Peradaban Dalam Konteks IPTEKSEN, 5 September 2019, hal: 359-364, ISBN 978-623-91368-1-9, FTSP, Universitas Trisakti.
SATRIO RACADIA AFRIANTORO .
363
maka akan mengakibatkan grafik mempunyaibentuk yang lebih memendek dan merapat.
2.4 PI ( Pivot)
PI atau pivot adalah sebuah parameter yang bisa digunakan untuk meluruskan hasil grafik yang miring akibat dari kesalahan pada saat pemukulan hammer atau karena posisi akselerometer yang tidak tegak lurus terhadap kepala tiang. Hal seperti ini dapat menghasilkan grafik yang miring pula. Untuk mengatasi kasus seperti ini dapat menggunakan parameter PI. Nilai PI adalah ±10. Jika sudah dilakukan perubahan nilai PI sesuai dengan rentang yang ada tetapi belum bisa mendapatkan grafik yang bisa dilakukan interpretasinya maka diperlukan pengujian ulang di lapangan untuk mendapatkan data yang valid.
2.5 Wavelet (WL)
Wavelet atau WL adalah sebuah parameter yang dapat digunakan untuk membuat grafik menjadi lebih halus. WL mempunyai rentang nilai 0-4. Semakin besar nilai WL maka akan menghasilkan grafik yang semakin halus. Perlu diperhatikan penggunaan parameter WL, karena dengan mengubah nilai WL menjadi nilai yang lebih besar maka akan mengakibatkan tidak terlihatnya kerusakan yang terjadi pada penampang tiang.
E. KESIMPULAN
1. Metode PIT tidak bisa mendeteksi penyebab kerusakan. PIT hanya bisa mendeteksi bahwa terdapat kerusakan pada kedalaman x (m).
2. PIT hanya bisa mendeteksi satu jenis kerusakan pada satu tiang. Jika terjadi kerusakan lain pada tiang yang sama tetapi berbeda kedalaman maka PIT tidak dapat mendeteksi kerusakan tersebut. 3. PIT tidak dapat mendeteksi minor
damaged atau retak rambut. Minor damaged tidak dapat terdeteksi karena kerusakan yang ada terlalu kecil sehingga
tidak mampu untuk memantulkan gelombang ke kepala tiang untuk terbaca oleh alat akselerometer.
4. PIT tidak dapat mendeteksi kerusakan yang letaknya secara vertikal, karena gelombang bergerak secara vertikal dan membutuhkan sebuah rintangan yang posisinya horizontal untuk dapat memantul kembali ke permukaan untuk dapat terdeteksi oleh akselerometer. 5. PIT tidak dapat mendeteksi kapasitas
tiang. PIT hanya bisa mengetahui keutuhan tiang yang diuji.
6. Parameter yang menentukan hasil interpretasi metode PIT antara lain, MA, MD, WS,WL, dan PI.
F. Referensi
ASTM D5882-07. (2010). Standard Test Method for Low Strain Impact Integrity Testing of Deep Foundations. Annual Book of ASTM Standards, D.
Handayani, T. (2013). Aplikasi Pemeriksaan Kedalaman Tiang Pancang Dengan Pile Integrity Test Pada Struktur Bangunan Turap.
Liang, L., Dynamics, P., & Rausche, F. (n.d.). Quality Assessment Procedure and Classifications of Cast-in-. Pile and Shaft Integrity Test Results, Classification, 553–562.
Liong, G. T. (2011). Teknik Uji Non Destruktif. Sonic Logging Vs Pit Untuk Mendeteksi Integritas Pondasi Tiang. Liong, G. T. (2017). Sonic Logging Vs PIT
untuk Mendeteksi Integritas Pondasi Tiang. ComTech: Computer, Mathematics and Engineering Applications, 2(2), 1031.
Procedure, T. (n.d.). Test Method for Low Strain Integrity Testing of Piles. Testing Procedure of Measurements and Analyses, 30, 1–4.
