Meskipun informasi tentang tanah yang terpapar di permukaan tanah sangat berharga, insinyur geoteknik juga perlu mengevaluasi kondisi bawah permukaan dengan mengambil sampel dengan cara dibor atau dengan menggali lubang eksplorasi. Kegiatan ini disebut eksplorasi bawah permukaan.
Luasnya eksplorasi tergantung pada pentingnya struktur, kompleksitas kondisi tanah dan anggaran yang tersedia untuk eksplorasi. Program eksplorasi tanah yang detail melibatkan pengeboran dalam, uji lapangan, dan uji laboratorium untuk menentukan berbagai sifat tanah yang diperlukan untuk desain struktur apa pun.
Tujuan dan Ruang Lingkup
Tujuan eksplorasi tanah adalah:
(i) Untuk menentukan sifat dasar tanah yang mempengaruhi desain dan keamanan struktur yaitu kompresibilitas, kekuatan dan kondisi hidrologi.
(ii) Untuk menentukan luas dan sifat-sifat bahan yang akan digunakan untuk konstruksi.
(iii) Untuk mengetahui kondisi air tanah.
(iv) Menganalisis penyebab kegagalan pekerjaan yang ada.
Sifat dan luasnya eksplorasi tanah tergantung pada penggunaan akhir hasil penyelidikan yang akan diterapkan. Misalnya, untuk struktur yang menyalurkan beban berat ke tanah, tujuan eksplorasi tanah adalah untuk menyediakan data yang akan membantu dalam pemilihan jenis pondasi yang tepat, lokasi dan desain pondasi.
Perencanaan Investigasi Bawah Permukaan:
Untuk mendapatkan informasi yang paling berguna dengan biaya dan upaya minimum, perencanaan program investigasi bawah permukaan yang tepat sangat penting.
Untuk perencanaan program, ahli tanah yang bertanggung jawab atas program harus mencakup langkah-langkah berikut:
(i) Benar-benar memahami jenis informasi yang diperlukan dari investigasi.
(ii) Pengetahuan tentang jenis, ukuran dan pentingnya proyek.
(iii) Persiapan rencana tata letak proyek,
(iv) Penyusunan rencana tata letak lubang bor yang meliputi jumlah dan jarak lubang bor, kedalaman dan frekuensi pengambilan sampel.
(v) Pemilihan peralatan pengeboran dan pengambilan sampel yang tepat.
(vi) Pemilihan personil untuk mengawasi penyelidikan lapangan.
(vii) Menandai rencana tata letak setiap jenis penyelidikan tanah tambahan.
(viii) Penyusunan pedoman pengujian laboratorium untuk sampel yang dikumpulkan.
Tahap Investigasi Subsoil:
Berbagai tahapan investigasi sub-tanah dari proyek Teknik sipil besar disebutkan di bawah ini:
(i) Studi pengintaian:
(a) Data geologis
(b) Foto seri
(C) Data pedologis
(ii) Investigasi terperinci:
(membosankan
(b) Pengambilan sampel
(c) Pengujian
(i) Tes laboratorium
(ii) Uji lapangan
(d) Foto udara
(e) Metode geofisika
(iii) Studi kinerja
(a) Pengujian lebih lanjut
(b) Instrumentasi
(c) Evaluasi kinerja
Studi Pengintaian:
Ini melibatkan studi kelayakan awal yang dilakukan sebelum perencanaan terperinci dilakukan. Tujuan utama dari tahap eksplorasi ini adalah untuk mendapatkan gambaran kasar tentang jenis tanah di daerah tersebut. Studi ini bertujuan untuk mendapatkan profil tanah kasar dan pengambilan sampel yang representatif dari strata tanah utama dan kondisi air tanah yang akan membantu dalam menentukan program eksplorasi di masa mendatang. Studi ini harus dilakukan dengan biaya minimum dan biasanya tidak ada pekerjaan eksplorasi skala besar yang dilakukan pada tahap ini.
Investigasi Tanah Mendetail:
Dalam penyelidikan tanah secara rinci, pemboran, pengambilan sampel dan pengujian dilakukan untuk mendapatkan sifat-sifat teknik tanah.
Lubang Percobaan:
Lubang percobaan dapat digunakan untuk semua jenis tanah. Ini adalah cara eksplorasi situs termurah dan tidak memerlukan peralatan khusus. Dalam metode ini lubang digali secara manual dan tanah diperiksa dalam kondisi alami. Sampel terganggu dan tidak terganggu dapat dengan mudah diambil. Lubang percobaan cocok untuk eksplorasi kedalaman dangkal saja.
Metode Membosankan:
Metode membosankan adalah dari jenis berikut:
(i) Auger membosankan
(ii) Cuci membosankan
(iii) Bor putar
(iv) Perkusi membosankan
(i) Auger membosankan:
Soil auger adalah alat yang membantu mendorong lubang bor ke dalam tanah. Ini digunakan adalah tanah lunak kohesif dan lainnya di atas permukaan air. Auger yang dioperasikan dengan tangan digunakan hingga kedalaman maksimum 10 m dan auger yang digerakkan dengan tenaga digunakan untuk kedalaman yang lebih besar.
Pengeboran dilakukan dengan menekan auger ke tanah dan memutarnya dengan pegangan di bagian atas. Segera setelah auger diisi dengan tanah, auger dikeluarkan dan tanah dihilangkan dari bilahnya. Sampel yang diperoleh merupakan sampel terganggu.
(ii) Bor cuci:
Gambar 10.2 menunjukkan pengaturan wash boring. Ini adalah metode yang cepat dan sederhana untuk memajukan lubang di tanah. Dalam wash boring lubang dimajukan ke kedalaman pendek dengan auger dan kemudian pipa casing didorong di tanah untuk mencegah sisi lubang bor dari ambruk. Pengeboran dilanjutkan dengan menggunakan mata potong yang dipasang di ujung bor berongga tongkat. Air dipaksa di bawah tekanan melalui batang bor yang secara bergantian dinaikkan dan diturunkan, dan juga diputar.
Karena tindakan pengaliran dan pemotongannya, tanah menjadi kendur. Tanah yang gembur dipaksa naik ke permukaan tanah dalam bentuk bubur air tanah melalui ruang annular antara batang bor dan casing. Tanah dalam suspensi mengendap di bak dan air mengalir di bak yang digunakan kembali untuk sirkulasi. Perubahan stratifikasi tanah dapat ditebak dari laju perkembangan dan warna air cucian.
(iii) Bor putar:
Pengeboran putar digunakan untuk pekerjaan eksplorasi tanah hanya jika diperlukan lubang bor yang dalam pada formasi yang sulit dengan bongkahan batu dan batuan retak atau pasir yang terendam air. Dalam metode ini mata bor pemotong atau tong inti dengan mata bor inti yang dipasang di ujung bawah batang bor diputar oleh rig listrik. Bit memotong, mengiris dan menggiling bahan menjadi potongan-potongan kecil. Material tersebut kemudian dikeluarkan dengan memompa air atau lumpur bor melalui batang bor berongga. Jika lumpur bor digunakan maka tidak diperlukan casing untuk lubang tersebut. Gambar 10.3 menunjukkan pengaturan bor putar.
(iv) Membosankan perkusi:
Dalam metode ini, tanah berkurang dengan pukulan berulang dari mata bor yang berat. Bit ini disebut churn bit. Mata bor dipasang pada ujung batang bor dan dinaikkan dan dijatuhkan secara bergantian di dalam lubang bor. Air ditambahkan untuk memudahkan pemecahan tanah. Bubur yang terbentuk di dasar lubang dihilangkan dengan menggunakan bailer atau pompa pasir. Metode ini cocok untuk pengeboran di bebatuan dan tanah keras.
Sampel yang dapat diambil dari lubang percobaan atau lubang bor terutama terdiri dari dua jenis:
(i) Sampel terganggu:
Sampel terganggu adalah sampel yang struktur tanahnya terganggu secara nyata atau seluruhnya dan kadar airnya juga dapat berbeda dari nilai in-situ. Distribusi ukuran partikel tanah in-situ dipertahankan. Sampel ini diperlukan untuk uji identifikasi dan klasifikasi.
(ii) Sampel tidak terganggu:
Sampel tak terganggu adalah sampel yang mempertahankan sedekat mungkin, struktur in-situ yang sebenarnya dan kadar air tanah. Sampel ini diperlukan untuk uji kekuatan geser, permeabilitas, dan konsolidasi.
Pengambilan Sampel dari Lubang Percobaan:
Sampel blok diperoleh dari lubang percobaan. Sampel blok adalah sampel potongan tangan dan diperoleh dari tanah liat. Sampel blok dipotong dengan hati-hati dan sebuah kotak kayu disimpan di sekitar sampel yang menonjol. Sampel kemudian dipotong di bagian bawah dengan Pisau dan dibalik dengan kotak kayu. Sampel kemudian ditutup dengan penutup dan disegel dengan lilin atau minyak.
Pengambilan Sampel di Lubang Bor :
Sampel tidak terganggu diperoleh dari lubang bor dengan menggunakan sampler dinding tipis.
Dua jenis sampler berdinding tipis yang digunakan adalah:
(a) Buka drive sampler
(b) Sampler piston
(a) Sampler penggerak terbuka:
Sampler drive terbuka terdiri dari tabung berdinding tipis dengan tepi tajam dan terhubung ke kepala sampler. Kepala sampler terdiri dari katup bola dan port yang memungkinkan keluarnya air atau udara dengan mudah dari tabung sampel. Sampel ini didorong atau didorong ke dalam tanah hingga kedalaman yang dibutuhkan dan kemudian dipotong dengan memberikan puntiran pada batang bor. Sampler bersama dengan sampel di dalamnya dikeluarkan dari lubang dan tabung dikeluarkan dari kepala sampler. Kedua ujung tabung kemudian ditutup dengan minyak atau lilin cair.
(b) Pengambil sampel piston:
Pengambil sampel piston digunakan untuk mendapatkan sampel tidak terganggu dengan kualitas yang baik dari lempung lunak, lanau, dan pasir lanauan dengan beberapa kohesi. Ini terdiri dari tabung berdinding tipis yang dilengkapi dengan piston yang menutup ujung tabung pengambilan sampel hingga peralatan diturunkan ke dasar lubang bor. Piston mencegah tanah lunak terjepit dengan cepat ke dalam tabung dan dengan demikian menghilangkan distorsi sampel.
Selama menurunkan sampler di dalam lubang, piston disimpan lebih dekat ke ujung bawah sampler. Setelah mencapai kedalaman yang diinginkan, batang piston dijepit dan tabung sampler dimasukkan ke dalam tanah. Sampler kemudian ditarik dari lubang, dengan batang piston dalam posisi dijepit. Selama penarikan! Dari sampler, piston mencegah tekanan air dari bagian atas sampel dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan pemulihan.
(a) Izin Dalam
C i = D s -D e /D e
= 1-3%
Diameter bagian dalam sepatu pemotongan harus dibuat sedikit lebih kecil daripada diameter tabung pengambilan sampel. Ini membantu ekspansi elastis tanah saat memasuki tabung pengambilan sampel dan mengurangi hambatan gesekan pada sampel dari dinding tabung.
(b) Izin luar,
C 0 = D W -D t /D t = 2-3%
Diameter luar sepatu pemotongan harus sedikit lebih besar dari diameter luar tabung pengambilan sampel. Izin ini disediakan untuk mengurangi tenaga penggerak. Ini juga memfasilitasi penarikan sampler dari tanah
(c) Rasio luas
Ar = D 2 w – D 2 e / D 2 e 100 %
Ini mewakili jumlah tanah yang dipindahkan ketika sampler dipaksa masuk ke tanah. Rasio luas harus dijaga serendah mungkin.
Untuk formasi kaku, a r > 20%
Untuk tanah lunak, a r , = 10% atau kurang
di mana
D s = Diameter dalam tabung sampling
D t = Diameter luar tabung sampling
D e = Diameter dalam cutting shoe
D w = Diameter luar cutting shoe
Rasio Pemulihan Sampel:
Ini adalah rasio panjang sampel yang tertahan di sampler dengan kedalaman penetrasi sampler. Ini adalah ukuran penting gangguan di tanah saat pengambilan sampel.
Rasio pemulihan = Panjang sampel yang tertahan dalam sampel / Kedalaman penetrasi
Untuk sampel tidak terganggu yang sempurna, rasio pemulihan harus sama dengan atau sedikit kurang dari 1,0.
Pengawetan Sampel:
Pada penarikan sampler dari lubang bor, tabung sampling dikeluarkan dan disegel pada kedua ujungnya dengan lilin parafin atau petroleum jelly. Ketebalan segel tidak boleh kurang dari sekitar 25 mm.
Tabung pengambilan sampel kemudian diberi label dengan informasi berikut:
(i) Nama proyek
(ii) Jumlah membosankan
(iii) Kedalaman pengambilan sampel
(iv) Tanggal pengambilan sampel
Sementara di lokasi, tabung sampel terlindung dari sinar matahari langsung, guncangan, dll. Tabung sampel dibawa ke laboratorium sesegera mungkin dan disimpan di ruangan yang lembab untuk menjaga kandungan air alami sampel.
Pengaruh Kondisi Tanah pada Program Eksplorasi:
Pengetahuan tentang kondisi bawah permukaan dari lokasi proyek untuk seorang insinyur geoteknik yang bertanggung jawab sangat penting karena memiliki pengaruh besar pada perencanaan program eksplorasi.
(i) Jika kondisi tanah diketahui, maka biaya dan pekerjaan program eksplorasi dapat dikurangi.
(ii) Jika strata sub-tanah seragam, maka jumlah dan kedalaman pemboran dapat dikurangi yang menurunkan biaya relatif penyelidikan lokasi.
(iii) Tergantung pada jenis tanah, metode eksplorasi tanah ditentukan.
Sebagai contoh:
Di tanah liat, lubang uji terbuka cocok untuk eksplorasi dangkal dan bor cocok untuk eksplorasi dalam. Di tanah berbatu, metode bor putar atau bor perkusi diadopsi.
(iv) Jika tabel air tanah tinggi, pit percobaan membuat kesulitan dalam mengambil sampel untuk tanah berpasir dan tabel air harus diturunkan untuk pengambilan sampel. Metode bor diadopsi untuk mengambil sampel di bawah muka air tanah dalam kasus tanah berpasir.
(v) Jika tanah di sekitar lubang bor tidak dapat berdiri sendiri, maka pipa selubung digunakan untuk menopang tanah.
Kemungkinan Salah Menilai Kondisi Subsoil:
Investigasi bawah permukaan selalu merupakan tugas yang sulit. Kami mengeksplorasi kondisi bawah permukaan menggunakan bor dan metode lain serta mengambil sampel untuk pengujian dan evaluasi, tetapi bahkan investigasi paling detail mencakup sebagian kecil tanah dan batuan di bawah lokasi.
Kami tidak mengetahui kondisi tanah di antara lubang bor dan harus mengandalkan interpolasi yang dikombinasikan dengan pengetahuan tentang proses pengendapan tanah. Bahkan setelah penyelidikan tanah, kami tidak pernah yakin tentang sampel yang dikumpulkan dan benar-benar mewakili atau tidak sehingga ada kemungkinan salah menilai kondisi sub-tanah.
Gambar 10.6 memperlambat dua lapisan tanah. Lapisan atas berupa lempung kaku dan lapisan bawah berupa lempung lunak. Uji beban yang dilakukan di dekat permukaan tanah hanya mengukur sifat tanah liat kaku tetapi tidak menunjukkan sifat tanah liat lunak.
Pengaruh beban aktual pada bangunan tanah meluas sampai ke tanah lunak yang sangat kompresibel dan akan terjadi keruntuhan.
Kadang-kadang dalam penyelidikan tanah, bolder besar disalahartikan sebagai alas batu dan desain struktur dibuat untuk ditopang di atas batu. Ini dapat menyebabkan bencana. Dengan penyelidikan sub-tanah, ketebalan lapisan lempung di atasnya ditentukan strata berpasir dan pondasi dirancang sesuai dengan itu. Tidak ada pertimbangan dibuat untuk air yang terperangkap di bawah lapisan tanah liat.
Kesalahan penilaian ini dapat menyebabkan kegagalan pondasi karena perkembangan tekanan air yang berlebihan saat tanah dibebani. Jika seorang insinyur geoteknik gagal mendeteksi batuan kapur yang mendasari tanah kohesif dan konstruksi dilakukan di atasnya. Dengan konstruksi dan aliran air tanah tersebut, terbentuklah rongga-rongga pada batuan gamping. Rongga ini terus bertambah dan akhirnya mengakibatkan kegagalan struktur (gambar 10.7).
Pengaruh Ukuran Proyek dan Jenis Struktur pada Program Eksplorasi:
Ukuran proyek dan jenis struktur memiliki pengaruh besar pada program eksplorasi. Dalam hal struktur kecil hanya eksplorasi umum atau eksplorasi pendahuluan yang cukup. Tujuan utama dari eksplorasi awal adalah untuk mendapatkan gambaran perkiraan sub soil dengan biaya rendah. Beberapa lubang bor, lubang uji dan uji penetrasi dilakukan untuk eksplorasi umum. Sampel terganggu diuji di laboratorium untuk mengetahui sifat fisik tanah.
Jika ukuran proyek besar dan strukturnya berat, eksplorasi detail dilakukan. Biaya yang terlibat dalam eksplorasi rinci jauh lebih banyak daripada eksplorasi umum. Dalam eksplorasi rinci jumlah lubang bor diuji. Kedalaman pengeboran minimal 1,5 sampai 2B, dimana B adalah lebar pondasi, sampel tidak terganggu diuji di laboratorium untuk menentukan sifat teknik seperti kekuatan geser, permeabilitas, kompresibilitas dll. Jumlah uji lapangan seperti uji beban pelat, standar uji penetrasi, uji geser baling-baling dll dilakukan.
Tabel 10.2: Panduan kasar kedalaman bor untuk bangunan dengan pondasi dangkal (Sowers, 1979) 
(i) Untuk bangunan:
Pada tanah yang seragam, sekurang-kurangnya tiga bor, tidak dalam satu baris, harus dibuat untuk bangunan kecil dan paling sedikit lima bor satu di setiap sudut dan satu di tengah harus dibuat untuk bangunan besar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.8. Sedapat mungkin lubang bor harus dibor dekat dengan pondasi yang diusulkan tetapi di luar garis besarnya.
(ii) Untuk jalan:
Pengeboran biasanya harus ditempatkan di sepanjang garis tengah jalan yang diusulkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.9.
(iii) Untuk bandara:
Lubang bor harus ditempatkan di sepanjang garis tengah yang diusulkan dan di setiap tepi setiap landasan pacu.
(iv) Untuk bendungan:
Pengeboran harus ditempatkan di sepanjang muka hulu melintasi satu atau kedua penyangga.
Kedalaman:
Eksplorasi harus dilakukan di bawah semua strata yang akan memberikan kontribusi penurunan yang signifikan atau yang mungkin memiliki kekuatan geser yang tidak memadai untuk menopang pondasi.
Jarak:
Jarak eksplorasi tergantung pada sifat dan kondisi tanah, sifat dan ukuran proyek. Pada tanah yang seragam, jarak eksplorasi (boring) dapat berjarak 30 m sampai 100 m atau lebih dan pada kondisi tanah yang sangat tidak menentu, jarak 10 m atau kurang mungkin diperlukan.
Tabel 10.2: memberikan gambaran perkiraan tentang jarak bor yang dibutuhkan untuk berbagai jenis proyek:
Pedoman Kedalaman Boring :
(i) Setidaknya satu lubang bor harus mencapai kedalaman 1,5 sampai 2 kali ukuran pondasi terbesar yang diantisipasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.10.
(ii) Lubang bor harus dibor minimum sampai kedalaman dimana peningkatan tegangan akibat beban pondasi tidak signifikan.
(iii) Sedapat mungkin setidaknya satu lubang bor harus diturunkan ke tingkat batuan padat.
(iv) Jika pondasi diturunkan menjadi batuan padat, setidaknya satu lubang bor harus dibor sedalam 3 m di dalam batuan untuk memastikan bahwa batuan tersebut adalah batuan dasar dan bukan bongkahan batu besar.
(v) Kedalaman eksplorasi berkisar antara 4 sampai 5 m untuk konstruksi perkerasan bandara dan jalan raya.
Tes Penetrasi Standar (SPT):
Uji penetrasi standar (SPT) adalah uji in situ yang paling umum digunakan untuk penyelidikan bawah permukaan. Dalam SPT, sampler sendok terpisah dibuat untuk menembus 15 cm dengan pukulan ringan dari palu seberat 65 kg di bagian atas batang bor. Batang bor dihubungkan ke bagian atas sampler sendok terpisah.
Setelah penetrasi awal sampler 15 cm, drop hammer dibiarkan jatuh dari ketinggian 75 cm dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk penetrasi sampler 30 cm dicatat. Jumlah pukulan ini disebut nilai-N atau angka penetrasi. Dalam metode ini energi penggerak disuplai oleh jatuhnya berat jatuh. Oleh karena itu pada dasarnya metode terdengar dinamis.
Prosedur detail SPT adalah sebagai berikut:
Aparatur yang diperlukan:
(i) Sampler sendok terpisah:
Ini memiliki diameter luar 50 mm, diameter dalam 35 mm dan panjang terbuka minimum (ujung tombak ke ventilasi udara) 600 mm. Kepala sambungan memiliki empat lubang ventilasi 10 mm (diameter minimum) atau nilai cek bola.
(ii) Rakitan penggerak:
Ini terdiri dari tripod sebagai peralatan pengangkat – salah satu kaki dilengkapi dengan tangga, massa penggerak (palu) seberat 65 kg, pemandu untuk memastikan massa penggerak jatuh bebas 75 cm dan landasan (terpasang pada pemandu) untuk mentransmisikan pukulan ke batang sampler.
Dalam praktik umum, empat metode melepaskan palu digunakan:
(a) Mengangkat dan melepaskan tali secara normal melalui katrol.
(b) Sebuah palu perjalanan, seperti palu Pilcon atau Dando
(c) Mekanisme pemicu, seperti “Tombi” Jepang.
(d) Metode “split-rope” dengan mengendurkan tali dengan cepat pada wink cathead.
(iii) Batang ekstensi:
Batang ini digunakan untuk mengirimkan energi penggerak dari landasan ke sampler.
(iv) Peralatan pengeboran:
Peralatan pengeboran harus untuk membuat lubang yang cukup bersih dengan diameter 60-75 mm untuk memastikan bahwa pengujian dilakukan di tanah yang tidak terganggu dan bukan di jatuhnya material. Casing atau lumpur bor mungkin harus digunakan di tempat sisi bor berada.
Pada umumnya auger yang dioperasikan dengan tangan berdiameter 75 mm digunakan untuk mengebor lubang bor.
Prosedur:
(1) Lubang bor dibor hingga kedalaman yang dibutuhkan dan dibersihkan secara menyeluruh.
(2) Sampler yang terpasang pada batang ekstensi diturunkan ke dasar lubang dan dibiarkan beristirahat di bawah berat sendiri.
(3) Rakitan penggerak kemudian dihubungkan ke batang dan sampler digerakkan dengan tiupan ringan dari massa penggerak ke penetrasi dudukan 15 cm.
(4) Sampler kemudian didorong ke penetrasi tambahan 30 cm dengan pukulan dari massa penggerak 65 kg yang jatuh dari ketinggian 75 cm. Jumlah pukulan yang diperlukan untuk penetrasi 30 cm dicatat sebagai resistensi penetrasi standar, N.
(5) Sampler kemudian diangkat dari lubang dan dibuka. Sampel yang tidak terganggu dikeluarkan dari sampler dan disegel dari kedua sisi.
(6) Pengujian dilakukan pada setiap lapisan tanah yang dapat diidentifikasi atau pada interval 1,5 m mana yang lebih kecil. Sesuai IS:2131, untuk pondasi dengan lebar B, uji penetrasi harus dilakukan pada interval 0,75 m hingga kedalaman B dari dasar pondasi dan pada interval 1,5 m untuk kedalaman sisa hingga a kedalaman 1,5 sampai 2 B.
(7) Nilai-N yang diukur dapat menunjukkan lebih dari nilai sebenarnya dalam beberapa kasus dan karenanya harus diperbaiki.
Resistansi penetrasi standar yaitu nilai-N telah dikorelasikan dengan sifat tanah yang berbeda oleh peneliti yang berbeda.
Beberapa korelasi diberikan dalam tabel berikut:
Untuk tanah kohesif:
Koreksi terhadap Resistensi Penetrasi Standar Terukur (N)
Telah diamati oleh peneliti yang berbeda (Tergaghi dan peck, 1948; Gibbs dan Holtz, 1957; AW Skempton, 1986) bahwa nilai N bergantung pada beberapa faktor, seperti tekanan efektif beban berlebih, perendaman, diameter lubang bor, panjang batang. dll. Oleh karena itu nilai-N yang diamati harus diperbaiki.
Pengaruh masing-masing dan koreksi dibahas secara singkat sebagai berikut:
Efek Over-beban:
Gibbs dan Holtz (1957) secara eksperimental mempelajari pengaruh tekanan overburden terhadap nilai N.
Modifikasi mereka untuk pasir kering atau lembab dapat diwakili oleh hubungan berikut:
N C = N 35/ σ +7
Di mana
N c = nilai N terkoreksi untuk overburden
N = Nilai SPT yang diamati
σ = tekanan overburden efektif, t/m 2 (tidak melebihi 28t/m 2 )
Pengaruh Perendaman:
Terzaghi dan Peck (1948) merekomendasikan bahwa jika tanah terdiri dari pasir yang sangat halus atau berlumpur di bawah muka air tanah, nilai N yang diukur, jika lebih besar dari 15, harus dikoreksi untuk peningkatan resistensi karena kelebihan tekanan air pori yang terbentuk selama pemadatan. dan tidak dapat segera menghilang. Nilai koreksi N, N c diberikan oleh
Nc = 15 + I/2 (N-15 )
dimana, koreksi overburden dan submergence diperlukan, koreksi overburden diterapkan terlebih dahulu.
Pengaruh Panjang Batang:
Studi persamaan gelombang (Schmertman dan Palacios, 1979) menunjukkan bahwa rasio maksimum teoritis berkurang dengan berkurangnya panjang batang di bawah panjang batang 10 m. Berat atau kekakuan batang batang, dengan panjang tertentu, tampaknya memiliki pengaruh yang kecil (Brown, 1977; Matsumo to dan Matsubara, 1982).
Pengaruh Diameter Lubang Bor:
Dalam bentuk aslinya SPT dilakukan dari dasar lubang bor berdiameter 62,5 mm atau 100 mm (Skempton, 1986). Praktik modern terbaik masih menganut dimensi ini. Di banyak negara, lubang bor uji 150 mm adalah umum dan bahkan lubang bor 200 mm diizinkan (Nixon, 1982). Pengaruh pengujian dari lubang bor yang relatif besar pada tanah kohesif mungkin dapat diabaikan tetapi pada pasir terdapat indikasi bahwa nilai N- yang lebih rendah dapat dihasilkan (Lake, 1974; Sanglerat dan sanglerat, 1982). Faktor koreksi minimum yang memungkinkan efek pengujian lubang bor besar disarankan (Skempton, 1986) seperti yang diberikan pada Tabel 10.7.
Uji Penetrasi Kerucut Statis (CPT):
Uji penetrasi kerucut statis biasanya disebut sebagai uji penetrasi kerucut (CPT). CPT adalah tes sounding langsung yang memberikan catatan terus menerus dari variasi ketahanan penetrasi dengan kedalaman. Tidak ada sampel yang diperoleh dari tes ini. Sebuah kerucut yang digunakan memiliki sudut puncak 60° dan diameter dasar keseluruhan 35,7 mm memberikan luas penampang 10 cm 2 .
Itu terbuat dari baja dan ujungnya dikeraskan. Kerucut dipasang di ujung bawah batang pengeras suara baja berdiameter 15 mm yang melewati tabung mantel baja dengan diameter seragam atau tidak seragam. Diameter luar tabung mantel sama dengan diameter kerucut. Kerucut didorong ke tanah secara manual atau dengan menggunakan mekanisme penggerak yang dioperasikan secara hidrolik. Untuk memperoleh tahanan kerucut q c , kerucut itu sendiri didorong secara vertikal dengan laju 2 cm/s melalui kedalaman 4 cm setiap kali.
Tekanan yang diperlukan untuk mendorong dicatat sebagai q c . Tabung mantel luar kemudian didorong ke bawah ke tingkat kerucut. Hambatan akibat gesekan pada tabung mantel kemudian diukur secara terpisah. Variasi resistensi kerucut dengan kedalaman kemudian diplot untuk mengidentifikasi strata yang berbeda.
Dalam beberapa tahun terakhir, penetrometer kerucut statis telah dimodifikasi untuk menggabungkan kerucut Piezo. Penetrometer piezoncone memberikan pengukuran simultan dari resistensi kerucut, gesekan samping dan tekanan air pori saat kerucut dimajukan di dalam tanah. Piezocone penetrometer (CPTU) memberikan penentuan stratifikasi dan jenis tanah yang lebih andal daripada CPT standar.
CPT memiliki tiga aplikasi utama:
- Untuk menentukan stratifikasi bawah permukaan dan mengidentifikasi material yang ada.
- Untuk memperkirakan parameter geoteknik.
- Untuk memberikan hasil untuk desain geoteknik langsung.
Untuk tanah berbutir halus seperti lempung, kuat geser awal tak terlatih (C u ) dapat diperkirakan dari:
Cu = qc / Nk
di mana
q c = tahanan kerucut terukur
N k = 17 sampai 18 untuk lempung terkonsolidasi normal atau,
20 untuk lempung terkonsolidasi berlebih.
Tabel 10.8: Korelasi antara uji penetrasi kerucut dan SPT
Uji Penetrasi Kerucut Dinamis (Dcpt):
DCPT mirip dengan SPT dalam penggunaannya, hanya saja tidak ada lubang bor untuk DCPT. Pengujian ini dilakukan dengan menggerakkan kerucut standar 60° yang diikatkan pada batang bor ke dalam tanah dengan pukulan palu seberat 65 kg yang jatuh dari ketinggian 75 cm. Jumlah pukulan untuk setiap 30 cm penetrasi kerucut dicatat.
Jumlah pukulan yang diperlukan untuk penetrasi kerucut sepanjang 30 cm disebut sebagai tahanan kerucut, N c
DCPT dilakukan dengan dua cara:
(i) Menggunakan kerucut 50 mm tanpa bubur benetonit (IS-4968, bagian I)
(ii) Menggunakan kerucut 62,5 mm dengan bubur bentonit (IS-4968, bagian II)
Untuk cone berdiameter 50 mm tanpa bubur bentonit, cone dipasang pada batang penggerak (A-rod). Kepala palu disambungkan ke ujung lain batang-A dengan kopling batang-A dan batang pemandu sepanjang 150 cm dihubungkan ke kepala palu. Rakitan ini dijaga vertikal dengan kerucut diletakkan secara vertikal di tanah pada titik yang akan diuji. Kerucut kemudian didorong oleh jatuhnya palu dan penggerakan dilanjutkan sampai kerucut mencapai kedalaman yang dibutuhkan.
Untuk kerucut 62,5 mm dengan bubur bentonit, pengaturan harus memiliki pengaturan untuk mensirkulasikan bubur sehingga gesekan pada batang penggerak dihilangkan.
Nilai N c dari DCPT dan nilai N dari SPT dapat dibandingkan dan perkiraan korelasi dapat dibuat untuk lokasi tersebut. Dengan bantuan korelasi ini, data dari DCPT di lokasi lain dapat disimpulkan untuk mengetahui nilai N. Jenis pekerjaan ini cukup untuk struktur kecil dan berguna dalam eksplorasi awal untuk situs yang luas.
Pengukuran Level Air Tanah:
Kehadiran air dalam pori-pori tanah memiliki dampak yang sangat signifikan terhadap perilaku rekayasa tanah, sehingga penentuan muka air tanah dan fluktuasinya merupakan bagian penting dari setiap eksplorasi lokasi. Pengukuran muka air tanah lebih penting dilakukan di lokasi di mana penggalian dalam akan dilakukan.
Pentingnya pengukuran muka air tanah:
(i) Muka air tanah merupakan indikasi jenis tanah dan permeabilitasnya.
(ii) Di daerah yang tergenang air, pengeringan diperlukan untuk eksplorasi tanah. Jadi pengukuran level air tanah memungkinkan insinyur geoteknik yang bertanggung jawab untuk memutuskan jenis unit penguras air yang diperlukan untuk lokasi tersebut.
(iii) Muka air tanah mempengaruhi banyak fase penting dalam desain dan konstruksi pondasi. Jadi itu harus diukur dengan akurasi di setiap proyek.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat air tanah:
Faktor-faktor yang mempengaruhi muka air tanah adalah sebagai berikut:
(i) Jenis tanah
(ii) Kondisi cuaca
(iii) Kondisi drainase daerah yang berdampingan
(iv) Musim
Metode pengukuran muka air tanah :
Metode pengukuran muka air tanah dalam lubang bor bergantung pada permeabilitas tanah.
Untuk tanah berpori (pasir, kerikil, dll.):
Karena permeabilitas tanah sebelumnya seperti pasir, kerikil, dll., Lebih banyak; air naik ke level terakhirnya di lubang bor dalam waktu singkat. Ketinggian akhir air di lubang bor merupakan indikasi muka air tanah di wilayah tersebut.
Ketinggian air dalam lubang bor pada tanah semacam itu diukur setelah beberapa menit pengeboran dengan menurunkan pita baja yang dilapisi kapur. Di pasir dan kerikil 30 hingga 45 menit sudah cukup untuk menstabilkan permukaan air.
Untuk tanah kedap air (lanau, lempung, dll.):
Karena permeabilitas tanah yang kedap air lebih sedikit, air tanah memerlukan waktu lebih dari 2 jam, atau beberapa hari untuk naik ke tingkat akhir di dalam lubang bor. Jika pengukuran muka air tanah harus dilakukan dalam jangka waktu yang lama, metode penentuan yang akurat adalah dengan memasang rangkaian pipa tegak atau piezometer di dalam lubang bor.
Sebuah pipa berdiri sederhana terdiri dari tabung PVC dengan perforasi di ujung bawah dan dikemas dengan filter granular sepanjang bagian berlubang seperti yang ditunjukkan pada gambar 10.12. Lubang bor kemudian ditimbun kembali dengan pasir atau kerikil di mana segel tanah liat genangan disediakan. Pada kondisi air tanah yang tidak teratur, dipasang hydraulic piezometer untuk pengukuran muka air tanah.
Laporan Investigasi Tanah:
Laporan penyelidikan tanah merupakan dokumen akhir penyelidikan bawah tanah yang berisi informasi penting bagi perancang. Laporan harus disiapkan sedemikian rupa sehingga pembaca dapat memperoleh gambaran lengkap tentang kondisi bawah permukaan situs.
Laporan tanah yang baik harus mencakup hal-hal berikut:
- Perkenalan
- Log lubang bor
- Metode investigasi
- Hasil uji laboratorium
- Analisis hasil
- Rekomendasi.
Informasi yang harus dimasukkan dalam bagian pengantar laporan tanah adalah:
(i) Sifat dan ruang lingkup investigasi sub-tanah
(ii) Rencana tata letak tapak yang menunjukkan lokasi lubang bor, lokasi uji lapangan lainnya, dll.
(iii) Uji beda dilakukan di lapangan dan di laboratorium.
Log lubang bor harus mencakup informasi berikut:
(i) Jumlah membosankan dan jenis membosankan
(ii) Tanggal mulai dan selesainya pengeboran
(iii) Diameter bor
Data lain dari bore log disajikan dalam bentuk tabel yang menunjukkan:
(i) Profil tanah menunjukkan ketebalan strata yang berbeda
(ii) Deskripsi strata tanah yang berbeda
(iii) Tingkat air tanah
(iv) Kedalaman dan ketebalan sampel
Catatan membosankan yang khas (sesuai IS: 1892) ditunjukkan pada gambar 10.13. Dalam metode investigasi, alasan pemilihan metode tertentu untuk uji lapangan harus disebutkan. Rincian hasil uji lapangan disajikan pada bagian laporan tanah ini.
Hasil uji laboratorium disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Rincian penting dari prosedur uji laboratorium disertakan. Setiap prosedur khusus yang diikuti untuk penyelidikan ini dijelaskan secara rinci.
Data yang diperoleh dari uji lapangan dan uji laboratorium dianalisis. Korelasi antara data uji yang berbeda ditetapkan. Rentang parameter desain dan nilai rata-ratanya harus diidentifikasi.
Terakhir, rekomendasi dalam laporan umumnya untuk jenis pondasi dan desainnya, jika ruang lingkupnya memungkinkan.
