PDA Test (Pile Driving Analyzer) Untuk Tiang Pancang Beton Pondasi Dalam

Dalam sebuah proyek pondasi merupakan substruktur yang sangat penting. Pondasi lah yang akan menyalurkan beban dari bagian superstruktur ke tanah keras. Sehingga dalam pelaksanaan dan perencanaan pondasi harus benar benar matang. 

Untuk menentukan kedalaman tanah keras dalam perencanaan pondasi pada umumnya akan berawal dari data sondir, Conus Penetration Test (CPT) dan Standard Penetration Test (SPT). Perhitungan kedalaman tiang pancang yang akan dibutuhkan atau dipesan ke pabrik precast ditentukan dari data ini.

Untuk lebih mudah memahami apa itu PDA test, maka pembahasan yang dimaksud disini adalah untuk tiang pondasi dalam beton. Karena kita tahu, PDA test sebenarnya bukan hanya untuk tiang pondasi beton, tetapi bisa juga untuk pondasi besi (steel) dan kayu.


Untuk lebih memudahkan anda dalam memahami kasus penggunaan PDA test maka saya akan memberikan contoh proyek fiksi dengan parameter yang sudah saya sederhanakan. 

Setelah kedalaman tanah keras diketahui dan telah memperhitungkan kekuatan friksi maka akan didapat kebutuhan panjang pondasi yang akan dipancang. Misalkan dalam suatu proyek dari data sondir, kebutuhan panjang pondasi dalam adalah 10 m.

Maka kemudian pihak kontraktor akan memesan tiang pancang ke supplier tiang pancang precast dengan panjang 10 meter. Tiang pancang yang akan dipesan ini bisa saja mini pile, Spun pile atau jenis tiang pancang beton pondasi dalam lainnya.

Tiang precast yang sudah dipesan sepanjang 10 m tersebut akan dipancang di lapangan dan dilaksanakan oleh kontraktor. Lalu pada saat akan mencapai kedalaman 10 meter atau pada saat akan mencapai 10 pukulan terkahir akan dilakukan pengujian kalendering. 

Sebelum  dilaksanakan  kalendering  biasanya  juga  dilakukan  monitoring pemukulan  saat  pemancangan  yaitu  untuk  mengetahui  jumlah  pukulan  tiap  meter dan  total  sebagai  salah  satu  benuk  data  yang  dilampirkan  beserta  hitungan kalendering.  Untuk  itu  sebelumnya  tiang pancang  yang  akan  dipancang  diberikan skala terlebih dahulu tiap meternya menggunakan penanda misalnya cat semprot / philox.  Untuk  mengitungnya  disediakan terlebih  dahulu  counter  agar  mudah  dalam menghitung jumlah pukulan tiap meter dan totalnya

Dari data kalendering maka akan diketahui daya dukung pondasi. Kapasitas  daya  dukung  tiang  pancang  dapat  diperkirakan  dengan  menggunakan rumus dinamis (Hiley). Sebenarnya dalam hitungan kalendering bisa digunakan rumus lain. Untuk idealnya, data kapasitas daya dukung dari kalendering ini harus di komparasikan dan di dukung dari data hasil PDA test. Jadi secara garis besar kapasitas pancang akan diketahui dari kalendering dan PDA test.  Selain itu ada test lain lagi, yaitu Static Load Test atau Uji beban skala penuh (Static Load Test) ini merupaka metode yang paling dapat dipercaya tapi memiliki beberapa kekurangan yaitu.

1. membutuhkan biaya yang besar , 
2. waktu yang relatif lama,          
3. bahaya bagi pekerja karena tumpukan blok-blok beton yang digunakan untuk pengujian

PDA (Pile Driving Analyzer) Test

Pile Driving Analyzer  atau biasa kita kenal  dengan sebutan PDA  Test termasuk salah satu jenis pengujian pondasi dengan memberikan impact / tumbukan kepada pondasi dengan Hammer dimana pondasi tersebut telah  di pasang sensor Transducer ( Velocity ) dan Accelerometer ( Force )

Pelaksanaan PDA Test Mengacu pada ASTM-D4945 (Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of Deep Foundations) :

Teori dan Output PDA Test

Pengujian tiang cara dinamis dilakukan dengan menempatkan 2 pasang sensor secara berlawanan. 

Satu pasang sensor terdiri dari pengukur regangan (strain transducer) dan pengukur percepatan (accelerometer) yang dipasang dibawah kepala tiang (minimum jarak dari kepala tiang ke transducer 1,5D – 2D, dimana D adalah diameter tiang) sehingga ada jarak bebas pada saat tumbukan.

Akibat tumbukan hammer pada kepala tiang, sensor akan menangkap gerakan yang timbul dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang kemudian di rekam dan diproses dengan 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.

Hasil keluaran (output) dari CAPWAP (G&P GEOTECHNICS SDN BHD, 2006) antara lain :

Daya dukung aksial tiang (Ru - ton)

Perkiraan daya dukung aksial tiang (Ru) dilakukan dengan ‘case method’. Berdasarkan kurva ‘F’ dan ‘V’, diperkirakan daya dukung aksial tiang yang diuji terdiri dari tahanan ujung (end bearing) dan lengketan (shaft friction). Hasil PDA dianalisa lebih lanjut dengan CAPWAP juga menghasilkan distribusi daya dukung tanah sepanjang tiang dan simulasi pembebanan statik . Kriteria penerimaan hasil Ru yaitu Qu (daya dukung ultimit tiang hasil CPT/SPT) ≤ Ru (daya dukung ultimit tiang hasil PDA).

Integritas tiang / keutuhan tiang (BTA - %) dan Lokasi kerusakan dibawah sensor (LTD - m)
Output kuantitas BTA (Beta) yaitu estimasi beberapa kerusakan tiang.

Tujuan PDA Test

Mengetahui nilai daya dukung pondasi tiang tunggal integritas atau keutuhan tiang dan joint (sambungan pada tiang pancang ) efisiensi dari transfer energi hammer ke tiang pancang dan sebagainya dari hasil analisa output.

Pemasangan Sensor

Yang diperhatikan pada waktu pemasangan instrumen strain transducer dan accelerometer (minimal masing-masing 2 buah) adalah posisi pemasangan harus sedemikian rupa sehingga pengaruh lentur (kelentingan) tiang dapat diminimalkan.

Sensor di pasang dengan hitungan 1,5 X Diameter dari kepala Tiang , atau di sesuaikan dengan kondisi tiang di lapangan.

Untuk Tiang Dengan diameter < 1000mm menggunakan 2 Accelerometer dan 2 Transducer dan 1 Main Cable, sedangkan untuk tiang > 1000mm menggunakan 4 Accelerometer dan 4  Transducer dan 2 Main Cable.

Data Riwayat Tiang ( Pilling Record )

Sebelum pelaksanaan pengujian, data berikut ini harus diberikan kepada penguji PDA, dan menjadi tanggung jawab Kontraktor yang melaksanakan pemancangan untuk memberikan data yang benar :

1. nomor tiang yang akan di uji 
2. tanggal pemancangan ( untuk Tiang pancang ) 
3. Tanggal Pengecoran ( Untuk Tiang Bor Pile , wash Boring ) 
4. bentuk dan dimensi penampang tiang 
5. panjang total tiang 
6. panjang tertanam pondasi tiang 
7. data sambungan tiang ( Joint Untuk pengelasan sambungan tiang pancang )
8. data hammer yang digunakan untuk melaksanakan pengujian PDA ( Diesel Hammer , Juntan , Drop hammer dll )

Spesifikasi Tiang yang ingin uji PDA Test

Umur beton sudah mencapai mutu rencana
Umur tiang  5 hari setelah pemancangan Kepala tiang harus rata dan tidak ada besi 
tulangan yang terlihat 
Harus di lakukan penggalian jika tiang tertanam ( penggalian di sesuaikan dengan kondisi aktual di lapangan )

Prosedur Pekerjaan PDA Test

1. Melakukan survey tiang yang akan di uji 
2. Menentukan Lokasi pemasangan sensor idealnya 1.5x diameter dari kepala tiang atau di sesuaikan dengan kondisi tiang di lapangan , jika menggunakan 2 Strain Transducer dan 2 Accelerometer maka harus di siapakan 2 lokasi pemasangan sensor yang saling berhadapan dan, jika menggunakan 4 Strain Transducer dan 4 Accelerometer maka harus di siapakan 4 lokasi pemasangan sensor yang saling berhadapan
3. Meratakan tempat untuk memasang sensor dengan menggunakan  alat grinda tangan dengan luas 10cm X 10cm  ( tiang Cast In Place ), jumlah meratakan tempat di sesuaikan dengan penggunaan sensor 
4. Membuat Mal ( tanda ) pada bagian tiang yang akan di lubangi dengan mal yang telah di sesuaikan lubang nya dengan lubang pada sensor
5. Melubangi tiang dengan alat bor tangan untuk membuat dudukan sensor , Lubang di sesuaikan dengan sensor yang di pakai , jumlah lubang di sesuaikan dengan penggunaan sensor jika menggunakan 2 Strain Transducer dan 2 Accelerometer maka harus di siapakan 6 lubang dan , jika menggunakan 4 Strain Transducer dan 4 Accelerometer maka harus di siapakan 12 Lubang
6. Setelah lubang selesai di buat , langkah selanjutnya adalah memasukkan dyna set dengan ukuran ¼”x8mmx25mm , krmudian masukkan paku dyna set ke dalam lubang dyna set dan berikan pukulan agar bagian dynaset mengikat pada struktur beton
7. Tempelkan sensor Transducer dan Accelrometer sesuai dengan posisi lubang kemudian masukkan baut yang sudah terpasang dengan mur ( baut ukuran ¼”x200mm ) ke badan sensor dan lubang dyna set, kemudian kencangan dengan kunci pas
8. Pastikan semua sensor terpasang dengan benar dan kencang
9. Karna kekncangan pemasangan sensor sangat berpengaruh pada data yang akan di monitor
10. Pasang pelindung sensor
11. Sambungkan sensor ke main cable yang telah tersambung ke komputer PDA

 Analisis Data

1. Data daya dukung ultimit tiang (Qu) dari hasil CPT/SPT diperbandingkan dengan daya dukung ultimit tiang (Ru) dari hasil PDA test.
2.  Jika Qu ≤ Ru, maka daya dukung tiang aman, tetapi jika Qu ≥ Ru maka daya dukung tiang tidak aman atau kemungkinan mengalami kelebihan beban.
3.  Menganalisa data integritas tiang (BTA) dari hasil PDA test.
4.  Jika hasil BTA > 80% maka tiang tidak banyak mengalami kerusakan, tetapi jika BTA < 80% maka terdapat kerusakan serius pada tiang. Menganalisa data penurunan maksimum tiang (Dx) dan penurunan permanen tiang (DFN).
5.  Jika hasil Dx < Sf atau DFN < Sp maka penurunan tiang masih dalam batas toleransi. Tetapi jika Dx > Sf atau DFN > Sp maka penurunan tiang yang terjadi berlebihan sehingga kurang aman.

Source: Here..