69 Gambar 2.22. Hasil Kalendering
Sumber : Proyek Jembatan Sei Batu Gingging Hulu
2.7. Pile Driving Analyzer PDA
PDA Test merupakan sebuah test untuk mengukur kapasitas tiang tekan secara dinamik pada pondasi dalam, baik itu tiang pancang atau
tiang bor, integritas tiang, dan energy dari hammer yang mengacu pada ASTM D-4945 Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of
Deep Foundations.
Gambar 2.23. Pile Driving Analyzer PDA Model Pax Sumber : Proyek Jembatan Sei Batu Gingging Hulu
Universitas Sumatera Utara
70 Gambar 2.24. Tipikal Penyusunan Pengetesan PDA
Sumber : Lauwtjunnji, 2015
Analisa data PDA dilakukan dengan prosedur Case Method, yang meliputi pengukuran data kecepatan velocity dan gaya force selama
pelaksanaan pengujian re-strike dan perhitungan variabel dinamik secara real time untuk mendapatkan gambaran tentang daya dukung
pondasi tiang tunggal.
Gambar 2.25. Tipikal Set-Up tes PDA Sumber : Lauwtjunnji, 2015
Pengujian tiang cara dinamis dilakukan dengan menempatkan dua pasang sensor secara berlawanan. Satu pasang sensor terdiri dari pengukur
Universitas Sumatera Utara
71
regangan strain transducer dan pengukur percepatan accelerometer yang dipasang di bawah kepala tiang minimum jarak dari kepala tiang ke
transducer 1,5D – 2D, dimana D adalah diameter tiang atau minimal 50
cm sehingga ada jarak bebas pada saat tumbukan. Kedua sensor tersebut
mempunyai fungsi ganda, masing-masing menerima perubahan percepatan dan regangan. Gelombang tekan akan merambat dari kepala tiang ke ujung
bawah tiang toe setelah itu gelombang tersebut akan dipantulkan kembali menuju kepala tiang dan ditangkap oleh sensor. Gelombang yang diterima
sensor secara otomatis akan disimpan oleh komputer. Rekaman hasil gelombang ini akan menjadi dasar bagi analisa dimana gelombang pantul
yang diberikan oleh reaksi tanah akibat kapasitas dukung ujung dan gerak akan memberikan kapasitas dukung termobilisasi mobilized capacity.
Gambar 2.26. Sensor PDA : Strain Transducer dan Accelerometer Sumber : Proyek Jembatan Sei Batu Gingging Hulu
Melalui strain transducer akan terukur nilai Force yang terjadi di dekat kepala tiang atau pada posisi sensor setelah ada impact dari
tumbukan hammer terhadap kepala
tiang. Sedangkan
melalui accelerometer akan terukur nilai percepatan yang akan dihitung untuk
mendapatkan variable velocity. Ketika ada impact dari hammer saat
Strain Transducer Accelerometer
Universitas Sumatera Utara
72
ditumbukkan maka akan terjadi gelombang turun wave down dan gelombang naik wave up, dengan kecepatan yang sama. Sehingga dapat
diasumsikan bahwa ketika ada perlawanan dari tanah maka perubahan kecepatan gelombang akan mengembalikan gelombang naik wave up.
Dan metode dinamik ini menggunakan effect dari refleksi gelombang naik pada velocity dan
force yang terukur dekat kepala
tiang untuk mengevaluasi kapasitas tiang danatau integritas tiang.
Akibat tumbukan hammer pada kepala tiang, sensor akan menangkap gerakan yang timbul dan mengubahnya menjadi sinyal listrik,
kemudian direkam dan diproses Pile Driving Analyzer PDA model PAX. Hasil rekaman PDA dianalisa lebih lanjut dengan software CAPWAP.
CAPWAP Case Pile Wave Analysis Program adalah program aplikasi analisa numerik yang menggunakan masukan data gaya force
dan kecepatan velocity yang diukur oleh PDA. Kegunaan program ini adalah untuk memperkirakan distribusi dan besarnya gaya perlawanan
tanah total sepanjang tiang berdasarkan modelisasi sistem tiang-tanah yang dibuat dan memisahkannya menjadi bagian perlawanan dinamis dan statis.
Universitas Sumatera Utara
73 Tabel 2.2. Parameter Pengujian Tes PDA
Sumber : Lauwtjunnji, 2015
Kode Keterangan
BN Pukulan
RMX Daya dukung tiang ton
FMX Gaya tekan maksimum ton
CTN Gaya tarik maksimum ton
EMX Energi maksimum yang ditransfer tonm
DMX Penurunan maksimum mm
DFN Penurunan permanen mm
STK Tinggi jatuh palu m
BPM Pukulan per menit
BTA Nilai keutuhan tiang
LE Panjang tiang di bawah instrumen m
LP Panjang tiang tertahan m
AR Luas penampang tiang cm
2
CSX, CSI0 Tegangan tekan maksimum Mpa
TSX Tegangan tarik maksimum sepanjang tiang Mpa
Penghentian re-strike dan perekaman data dilakukan setelah penguji yakin bahwa hammer telah memberikan energi transfer maksimum
yang mampu dilakukannya.
Perhitungan CASE Method berdasarkan teori “wave mechanic” didapatkan persamaan :
R = F + Zv + F − Zv
…………………….....…...........2.1
Dimana : R = tahanan tanah total
t
1
= waktu impact dari tumbukan t
2
= t1 + 2Lc dimana L adalah panjang tiang Z = EAc = A
√Er dikenal dengan “impedance”
Universitas Sumatera Utara
74
Tahanan total tanah R yang dihitung menggunakan formula di atas mempunyai dua kompenen :
1. A displacement-dependent component , Static Resistance Rs ini yang akan kita ukur.
2. A velocity-dependent component, Dynamic Resitance Rd, yang mana Rd diturunkan dari R untuk mendapatkan Rs.
Variable Dynamic Resistance Rd sendiri dihitung dengan formula :
R = J × Z × V
..………………………………………......….2.2
Dimana : Jc
= nilai damping factor, tergantung dari jenis tanah Z = pile impedance Z=EAc
V
toe
= velocity pada ujung tiang, didapatkan dari force and velocity yang terukur dekat kepala tiang, berdasarkan prinsip
dari teori wave mechanics Dengan melalui pendekatan itu didapatkan persamaan untuk menghitung
nilai Static Resistance Rs,
R = F + Zv
+ F
− Zv
..………….........…2.3
Waktu Pengujian PDA test Pengujian PDA dapat dilakukan selama pemancangan untuk
memonitori perkembangan daya dukung tiang sejalan dengan tiang masuk
makin dalam, kenerja
dari sistem pemancangan
atau memonitor tegangan pada saat pemancangan yang ekstrim.
Universitas Sumatera Utara
75
Tetapi umumnya PDA digunakan untuk menentukan daya
dukung jangka panjang tiang pondasi. Untuk tujuan ini, pengujian PDA sebaiknya dilakukan beberapa hari setelah pemancangan, setelah
gaya lengketan tanah mulai bekerja. Pada pengujian dengan PDA Test akan diperoleh hasil daya
dukung yang bersifat salah satu dari dua kondisi berikut, yaitu refusal dan ultimate.
Daya dukung yang bersifat refusal adalah daya dukung yang terdeteksi atau terdata dan dianalisa, merupakan daya dukung yang
diperoleh dari kondisi pondasi tiang yang belum sepenuhnya termobilisasi. Kondisi belum sepenuhnya termobilisasi adalah kondisi dimana pondasi
tiang belum mencapai kapasitas tertinggi atau ultimatenya. Kondisi ini dapat disebabkan karena pada saat pengujianre-strike dilakukan, energi
yang ditransfer tidak cukup besar untuk memobilisasi seluruh kemampuan tahanan atau daya dukung pondasi tiang yang diuji.
Daya dukung yang bersifat ultimate adalah daya dukung yang diperoleh dari kondisi pondasi tiang yang sudah termobilisasi sepenuhnya.
Dengan demikian angka daya dukung yang dihasilkan dari analisa PDA dan CAPWAP pada kondisi ini adalah benar-benar daya dukung
ultimate atau batas yang dimiliki oleh pondasi tiang yang diuji. Kondisi ultimate ditentukan oleh salah satu dari :
Telah bergeraknya tiang pancang akibat beban tertentu beban ultimate yang berarti terlampauinya tahanan friksi dan ujung dari
pondasi tiang.
Universitas Sumatera Utara
76
Telah terlampauinya kemampuan material tiang pancang itu sendiri yang jika diteruskan dengan beban yang lebih berat akan
mengakibatkan kegagalan pada bahanmaterial tiang pancang. Akan tetapi kedua kondisi tersebut baik refusal maupun ultimate
dapat diterima selama daya dukung yang diperoleh masih memenuhi syarat faktor keamanan yang dituntut dari desain yang ditetapkan.
Dari beberapa data yang diambil pada waktu pelaksanaan pengujian PDA, pada umumnya akan diambil satu grafik dan data yang
paling baik dalam mewakili dan menggambarkan kekuatan atau daya dukung pondasi tiang yang diuji yang pada umumnya diambil data
dari transfer energi atau energi tersalurkan EMX yang paling besarmaksimum selama pelaksanaan re-strike dan terdata dalam program
yang digunakan. Berikut ini contoh hasil pengujian PDA Test dan CAPWAP :
Gambar 2.27. Grafik Hasil Pengujian Tes PDA dan CAPWAP Sumber : Lauwtjunnji, 2015
Universitas Sumatera Utara
77 Tabel 2.3. Hasil Pengujian Tes PDA dan CAPWAP
Sumber : Lauwtjunnji, 2015 Kode
Keterangan Tiang : SU-51
BN Pukulan
12 RMX
Daya dukung tiang ton 215
FMX Gaya tekan maksimum ton
294 CTN
Gaya tarik maksimum ton EMX
Energi maksimum yang ditransfer tonm 2,78
DMX Penurunan maksimum mm
15 DFN
Penurunan permanen mm 7
STK Tinggi jatuh palu m
2,1 BPM
Pukulan per menit 44,4
BTA Nilai keutuhan tiang
100 LE
Panjang tiang di bawah instrumen m 9
LP Panjang tiang tertahan m
8 AR
Luas penampang tiang cm
2
1225
Faktor keamanan yang digunakan untuk pengujian PDA pada umumnya adalah 2.
Universitas Sumatera Utara
78 Tabel 2.4. Global Safety Factors-Allowable Stress Design Value
Sumber : Lauwtjunnji, 2015
2.8. Metode Pelaksanaan Pemancangan Pondasi Tiang
Kategori