Tujuan
Tujuan dilakukan hand
boring adalah untuk pengambilan contoh tanah asli untuk pemeriksaan
labulaturium untuk mengetahui nilai sifat-sifat teknis dari tanah.
Landasan Teori
Pengujian ini merupakan
cara kerja membuat lubang pada tanah dengan alat bor tangan dengan ukuran
tertentu, dan dengan tenaga manusia.
Tujuan pengeboran ini adalah untuk mendapatkan atau mendiskripsikan
susunan lapisan tanah. Dari pengeboran ini dapat dilakukan pengambilan tanah
sebagai bahan untuk penelitian tanah selanjutnya di laboratorium.
Pemboran tanah adalah
pekerjaan paling umum dan paling akurat dalam survey geoteknik lapangan.
Pemboran tanah yang dimaksud adalah pembuatan lubang kedalam tanah dengan
menggunakan alat bor manual maupun alat bor mesin, untuk tujuan berikut :
- Mengidentifikasi jenis
tanah sepanjang kedalaman lubang bor, yang dilakukan terhadap contoh tanah
terganggu yang diambil dari mata bor atau core barrel,
- Untuk memasukkan alat
tabung pengambil contoh tanah asli di kedalaman yang dikehendaki, untuk
mengambil contoh tanah asli,
- Untuk memasukkan alat uji
penetrasi baku (Standart Penetration Test, STP) di kedalaman yang dikehendaki,
- Untuk memasukkan
alat-alat uji lainnya di kedalaman yang dikehendaki.
Pemboran pada percobaan
ini dilakukan dengan menggunakan alat bor tangan. Prinsip percobaan ini adalah
untuk memperoleh sampel pada suatu kedalaman tertentu guna diteliti lebih
lanjut pada percobaan di laboratorium. Pemboran dilakukan untuk mendapatkan
gambaran visual setiap kelipatan kedalaman 20 cm.
Dalam percobaan ini
diambil contoh tanah terganggu (disturbed sample) dancontoh tanah tidak
terganggu (undisturbed sample). Disturbed sample adalahcontoh tanah
yang diambil tanpa ada usaha yang dilakukan untuk melindungistruktur asli tanah
tersebut. Undisturbed sample adalah contoh tanah yang masihmenunjukkan sifat
asli tanah. Contoh undisturbed ini secara ideal tidakmengalami perubahan
struktur, kadar air, dan susunan kimia. Contoh tanah yang benar-benar asli
tidak mungkin diperoleh, tetapi untuk pelaksanaan yang baik maka kerusakan
contoh dapat dibatasi sekecil mungkin.
Pekerjaan teknik tidak
dapat dipisahkan dari tanah, karena tanah dalam teknik sipil berfungsi sebagai
pondasi dan bahan bangunan, oleh karena itu pemahaman tentang sifat-sifat tanah
menjadi sangat penting. Sebelum dipergunakan
dalam pekerjaan Teknik Sipil, sudah tentu kita harus mengetahui terlebih dahulu
sifat-sifat tanah dilokasi pekerjaan yang bersangkutan. Penyelidikan sifat
tanah pada umumnya dilakukan dengan cara mengambil contoh tanah dari lapangan
untuk kemudian diselidiki di Laboratorium. Penyelidikan sifat tanah akan
dikerjakan dalam percobaan lain sebagai kelanjutan dari percobaan ini. Diharapkan agar sifat
yang diselidiki di laboratorium mencerminkan sifat-sifat tanah tersebut
dilapangan, maka contoh tanah yang diselidiki harus berada dalam pada kondisi
aslinya dilapangan (tidak terganggu). Untuk itu contoh tanah diambil secara
Undistrubed dari lapangan. Salah satu tujuan
percobaan ini adalah mengambil contoh tanah dari berbagai kedalaman di lokasi
yang telah ditentukan untuk diselidiki sifat-sifatnya dalam percobaan yang
lain.
Methode Pemboran
Prosedur yang paling
murah dan paling baik dalam pemboran adalah wash boring, rotary drilling dan
auger drilling. Lubang dangkal sampai kedalaman 10 ft (3,05 meter) biasa dibuat
dengan auger. Untuk melakukan pengeboran yang lebih dalam digunakan
metode-metode lain.
Wash Drilling (bor dengan
air)
Alat ini merupakan
peralatan yang paling primitif yang biasa digunakan dalam pemboran dengan air
(Mohr 1943) meliputi :
- Pipa dengan panjang 5 ft
dan diameter 21/2 inchi, yang disebut dengan pipa pelindung (casing), yang
berfungsi sebagai penyangga dinding lubang.
- Beban memancangkan pipa
pelindung ke dalam tanah.
- Derek untuk menangani
beban dan pipa pelindung.
- Pipa/selang karet
penghubung dipasang di antara kepala swivel dan ujung atas pipa pengunci dan di
ujung bawah pipa dipasang mata bor.
- Bak penampung air dan
pompa tangan atau berbahan bakar.
Untuk memulai pekerjaan
pemboran dengan air, terlebih dahulu ditegakkan derek dan selanjutnya dipancang
pipa pelindung yang panjangnya 5 ft sedalam 4 ft ke dalam tanah. Diujung atas
pipa pelindung dipasang tee dengan gagangnya pada posisi horizontal, dan sebuah
pipa pendek dimasukkan dalam arah horizontal kedalam gagang tee tersebut. Bak
air diletakkan di bawah ujung pipa pendek tersebut dan diisi oleh air. Pipa pencuci (wash pipa) diangkat ke posisi
vertikal dengan menggunakan tali yang ditarik oleh tangan dan melalui sebuah
katrol yang berada di puncak derek dan selanjutnya diturunkan ke dalam pipa
pelindung. Pompa dijalankan dan air mengalir dari bak melewati kepala swivel
masuk ke dalam pipa pencuci dan akhirnya sampai ke mata bor serta ruang
diantara pipa pencuci dan pipa pelindung. Sementara proses pemboran berjalan,
pembor mengamati warna dan kondisi umum campuran tanah dan air yang keluar
melalui lubang bor. Bilamana ada perubahan yang menyolok, maka pemberian air
dihentikan dan diambil contoh tanah dengan split-spoon. Contoh tanah semacam
ini diambil pada setiap kedalalman 5 ft andaikata karakter tanah nampaknya
tidak berubah.
Rotary Drilling
Gambaran pokok rotary
drilling dengan pemboran dengan air, hanya saja batang bor dan mata bor diputar
secara mekanik ketika pembuatan lubang dilakukan. Mata bor memiliki wadah air
tempat keluarnya air dari mata bor masuk ke dalam ruang di luar mata bor.
Penekanan batang ketika sedang berputar dikerjakan secara mekanik dan
hidraulik. Batang tersebut diganti dengan tabung sample tanah bilamana
diinginkan pengambilan contoh.
Auger Drilling
Pemboran yang dangkal
biasanya acapkali dikerjakan dengan auger. Cara kerjanya, auger dibenamkan tak
seberapa ke dalam tanah dan selanjutnya ditarik beserta tanah yang melekat
padanya. Tanah tersebut diambil untuk diteliti, auger tersebut kembali
dimasukkan ke dalam tanah dan kemudian diputar ke bawah. Apabila lubang
tersebut tidak bias terus terbuka sehingga dapat dimasuki auger karena
disekeliling sisi-sisinya tertekan atau karena dinding runtuh, maka harus
dipergunakan pipa pelindung yang berdiameter sedikit lebih besar daripada
diameter auger. Pipa pelindung ini harus dipancang sampai kedalaman tak lebih
dari kedalaman puncak dari contoh yang berikutnya dan harus dibersihkan dengan
memakai auger tersebut. Kemudian auger dimasukkan ke dalam lubang yang sudah
bersih dan diputar bke bawah ke dasar pipa pelindung untuk memperoleh contoh
tanah. Auger boring dapat dilaksanakan pada pasir yang terletak di bawah muka
air tanah karena pasir tersebut tidak melekat pada auger.
Desikripsi Visual
Selain dengan
penyelidikan di laboratorium, perlu untuk mengetahui beberapa sifat tanah
secara visual, jenis kedalaman tanah dan kekuatan tanah. Tentu saja deskripsi
tanah macam ini adalah kasar, namun demikian deskripsi visual ini penting untuk
memberi gambaran secara umum sifat tanah di lokasi pengamatan warna dan keadaan
tanah (homogeny atau tidak) bias dengan mudah diamati secara kasar.
Catatan mengenai
jenis-jenis tanah/klasifikasi tanah di lapangan diantaranya :
Pasir dan kerikil,
merupakan agregat tak berkohesi yang tersusun dari fragmen sub-angular, agaknya
berasal dari batuan atau mineral yang belum mengalami perubahan. Partikel
berukuran sampai 1/8 inchi dinamakan pasir, dan yang berukuran 1/8 inchi sampai
8 inchi disebut kerikil. Fragmen-fragmen bergaris tengh lebih besar dari 8
inchi dikenal sebagai bongkah (bouldres).
Hardpan, merupakan tanah
tahanannya terhadap penetrasi alat pemboran besar sekali. Sebagian besar harpan
dijumpai dalam keadaan bergradasi baik, luar biasa pada dan merupakan agregat
partikel mineral yang kohesif.
Lanau an-organik,
merupakan tanah berbutir halus dengan plastisitas kecil biasanya mengandung
butiran (rock flour), sedangkan yang plastis mengandung partikel berwujud
serpihan dan dikenal sebagai lanau plastis. Karena teksturnya yang halus, lanau
an-organik sering dianggap lempung, tetapi sebenarnya dapat dibedakan tanpa
pengujian laboratorium. Jika diguncang dalam telapak tangan, selapis lanau
an-organik jenuh akan mengeluarkan air sehingga permukaanya akan nampak
mengkilat. Selanjutnya dikelukkan di antara jari tangan, permukaannya kembali
pudar/tak berkilat. Prosedur ini dikenal sebagai uji goncangan. Setelah kering,
lapisan menjadi rapuh dan debu dapat dikelupas dengan menggosokkan pada jari.
Lanau relatif bersifat kedap air, namun dalam keadaan lepas lanau dapat naik ke
lubang pengeboran atau lubang galian seperti layaknya suatu cairan kental. Tanah
paling tidak stabil, menurut kategori ini, dikenal secara setempat dengan nama
yang berbeda-beda, misalnya : Hati sapi (bull’s liver).
Lanau organik, merupakan
tanah agak plastis, berbutir halus dengan campuran partikel-partikel bahan
organic terpisah secara halus. Mungkin pula dijumpai adannya kulit-kulit dan
fragmen tumbuhan yang meluruh sebagian. Warna tanah bervariasi dari abu-abu
terang ke abu-abu sangat gelap, disamping itu mungkin mengandung H2S, CO2,
serta berbagai gas lain hasil peluruhan tumbuhan yang akan memberikan bau khas
pada tanah. Permeabilitas lanau organic sangat rendah sedangkan
compressibilitasnya sangat tinggi.
Lempung, merupakan
agragat partikel-partikel yang berukuran microskopic dan sub-microscopic yang
berasal dari pembusukkan kimiawai unsur-unsur penyusun batuan, dan bersifat
plastis dalam selang kadar air sedang sampai luas. Permeabilitas lempung sangat
rendah. Untuk lempung yang keadaan plastisnya ditandai dengan wujudnya yang
bersabun atau seperti terbuat dari lilin, serta amat keras. Pada kadar air yang
lebih tinggi (basah) lempung tersebut bersifat lengket.
Lempung organic, adalah
lempung yang sebagian sifat-sifat fisis pentinggnya dipengaruhi oleh adanya
bahan organik yang terpisah. Dalam keadaan jenuh lempung organic cenderung
bersifat sangan compressible, tetapi pada keadaan kering kekuatannya (strength)
sangat tinggi. Warnanya biasanya abu-abu tua atau hitam, disamping itu mungkin
berbauh menyolok.
Gambut (peat), adalah
agregat agak berserat yang berasal dari serpihan macroskopik dan microskopik
tumbuh-tumbuhan. Warnanya bervariasi antara cokelat terang dan hitam. Gambut
juga compressible sehingga hamper selalu tidak mungkin menopang pondasi.
Berbagai macam teknik telah dicoba pengembangannya dalam rangka mendirikan
tanggul tanah di atas lapisan gambut tanpa resiko runtuh, namun penurunan
(settlement) tanggul semacam ini tetap cenderung besar serta berlanjut dengan
laju yang makin berkurang selama bertahun-tahun.
Seandainya suatu tanah
tersusun dari dua jenis tanah yang berbeda, maka campuran yang terbanyak
(dominan) dinyatakan sebagai kata benda, sedangkan yang lebih sedikit atau
kurang men bonjol dikatakan sebagai kata sifat. Misalnya pasir kelanuan,
menyatakan tanah yang mengandung banyak pasir, sedankan lanau hanya berjumlah
sedikit saja. Lempung kepasiran adalah tanah yang memperilihatkan sifat-sifat
sebuah lempung tetapi mengandung sedikit pasir. Secara kualitatif sifat-sifat
agregat pasir dan kerikil diungkapkan oleh istila-isitilah : lepas (loose),
sedang (medium), dan padat (density), sedangkan untuk lempung digunakan istilah
: keras (hard), kaku (stiff), sedang (medium) dan lunak (soft).
Data warna lapisan tanah
dari beberapa pengeboran yang berdekatan, memperkecil resiko melakukan
kesalahan dalam mengoreksi catatan pengeboran. Warna juga sebagai petunjuk bagi
perbedaan nyata perilaku (karakter) tanah misalnya, jika lapisan paling atas
suatu lempung terbenam berwarna kekuning-kuningan atau cokelat, dan lebih kaku
daripada lapisan lempung di bawahnya, maka mungkin hal tersebut terjadi karena
lapisan pempung tersebut tersingkap dalam suatu jangka waktu tertentu sehingga
kering dan disertai proses pelapukan oleh cuaca. Istilah-istilah seperti :
burik, marbled, specled digunakan untuk membedakan warna-warna gelap atau lusuh
dikaitkan dengan tanah-tanah organik.
Dalam kondisi geologi
tertentu, tanah akan dijumpai dengan ciri-ciri perwujudannya yang khas atau
luar biasa, misalnya berupa struktur lubang akar atau stratifikasinya yang
nyata dan teratur. Karena ciri-ciri tersebut, maka tanah di lapangan dapat
dengan mudah didefenisi dan diuraiakan sebagian dari bahan-bahan tersebut.
Till, adalah endapana
glasial tak berlapis dari lempung, lanau, pasir, kerikil dan bongkah. Bahan
termaksud meliputi sebagian permukaan batuan di daerah-daerah yang glasier
selama jaman es.
Tuff, adalah agregat
halus yang proses pembentukannya dipengaruhi oleh air atau angina berasal dari
mineral berukuran kecil atau partikel batuan yang disemburkan dari gunung api
ketika meletus.
Loess, adalah endapan kohesif
seragam yang terbawa oleh tiupan angina, biasanya antara 0,01 dan 0,05 mm.
Kohesi ditimbulkan adanya bahan pengikat yang terutama mengandung
kalsium/gamping atau lempung.
Lempung Varved, terdiri
dari atas lapisan-lapisan lanau an-organik berwarna agak abu-abu yang
diselang-selingi oleh lapisan-lapisan lempung berwarna agak gelap.
Bentonit, adalah lempung
dengan kadar ”montmorilonit” yang tinggi. Kebanyakan bentonit terbentuk dari
perubahan kimiawi abu vulkanik. Bila berhubungan dengan air, bentonit kering
akan mengembang lebih besar disbanding lempung kering lainnya, sedangkan
bentonit jenuh akan menyusut lebih banyak ketika dikeringkan.
Masing-masing istilah
tersebut di atas digunakan untuk pengklasifikasikan tanah di lapangan dan
melingkup beraneka ragam bahan yang berbeda jenisnya. Kecuali itu pemilihan
istilah yang berkaitan dengan sifat kekakuan dan kepadatan sangat bergantung
kepada orang yang melakukan pengujian tanah tersebut.
Peralatan dan Bahan
- Mata bor
- Stang bor
- Kunci T pemutar
- Stang Pemutar
- Tabung contoh
- Stick apparatus
- Kop penahan
- Palu 10 kg
- Kunci pipa
- Meteran
Prosedur
- Sambung mata bor dengan
stang bor dengan kuat
- Gunakan stang pemutar
untuk mulai pengeboran tanah
- Lakukan pengangkatan
setelah dirasa mata bor penuh kurang lebih 10 sampai 15 cm
- Catat kedalaman
pengeboran dan lakukan diskripsi tanah secara visual
- Lakukan pekerjaan ini
berulang kali
- Amati kedalaman setiap
pengambilan tanah ini , jenis tanah, warna tanah dan keadaannya sertamuka air
bila ada
- Lakukan pengambilan
contoh sesuai dengan keperluan atau pada setiap pergantian lapisan dengan cara
:
- Ganti mata bordengan
stick apparatus
- Pasang tabung contoh
dengan dongkrak yang dipasangkan pada angker danambang, atau Pasang kop penahan dan
lakukan pemukulan dengan palu untuk mengambil contoh tanah sampai dengan tabung
terisi penuh dengan tanah.
- Penekanan tabung harus
lebih kecil atau sama panjangnya dengan tabung
- Bukastick apparatus dan
buang sedikit tanah pada ujungnya dan segera ditutup dengan paraffin kedua
ujung-ujungnya.
- Beri label nama lokasi
titik bor dan kedalaman contoh tanah yang diambil.