Pada pemancangan tiang, di satu sisi dihadapkan pada pertanyaan tentang seberapa besar beban yang digunakan agar efektif untuk mendapatkan kapasitas (itulah, kegunaan dari tahanan tanah) dan berapa bagian yang digunakan untuk mendapatkan tahanan pada pile movement atau dibanding dengan kecepatan penetrasi. Kecepatan ini tergantung pada tahanan yang disebut damping.
Pada prinsipnya, sebuah tiang dipancang dengan menempatkan sebuah beban kecil dan memberi jarak diantara kepala tiang dan melepaskannya hingga jatuh. Pada saat jatuh, beban memerlukan kecepatan, dan menghantam kepala tiang, hal ini melambat sebelum memantul pada kepala tiang. Perubahan berat akibat kecepatan, itulah, inilah yang disebut dengan deceleration, membuat gaya diantara hammer dan tiang selama beberapa waktu yang singkat selama terjadi kontak. Bahkan tumbukan relative dengan beban ringan melalui kecepatan yang cukup signifikan dapat memberikan anggapan lebih terhadap gaya pada tiang, dimana mengakibatkan tiang masuk sedikit kedalam tanah, menimbulkan tahanan static, termasuk inersia dari massa, sebagaimana munculnya tahanan selama terjadinya kecepatan penetrasi. Penumpukan dari tumbukan dan penetrasi individu yang sama itulah yang terjadi pada proses pemancangan.
Waktu tumbukan sangatlah singkat, biasanya sekitar 0.05 detik, maka meskipun kecepatan penetrasi puncak berada pada kisaran beberapa meter/detik, penetrasi bersih untuk satu pukulan biasanya tidak lebih dari satu atau dua millimeter. (Anggapan respon ‘elastis’ dari tiang dan tanah, penetrasi kotor per blow dapat menjadi sekitar 20 kali lebih besar). Kebalikan dari menekan tiang ke arah bawah menggunakan gaya gaya
# hal ini jelas terlihat jauh dari kenyataan yang sesungguhnya. Beban ijin tergantung pada kapasitas tiang setelah adanya gangguan dari tiang telah diuraikan. Pada proses ini, tiang akan sering mencapai kapasitasnya setelah terjadi set-up.
Rasio antara massa pada beban tumbukan dan massa tiang (atau, dari, cross section-nya dan total massa) dan kecepatan-nya pada tumbukan akan mempengaruhi besarnya gaya tumbukan (tegangan tumbukan) dan durasi tumbukan. Tumbukan beban ringan dengan kecepatan tinggi dapat membuat tegangan lokal yang besar, namun durasinya akan sangat singkat. Tumbukan dengan kecepatan rendah dari beban yang berat dapat mempunyai durasi yang panjang, namun gaya-nya tak cukup untuk menimbulkan tahanan tanah. Kecepatan tumbukan dari ram dan durasi dari tumbukan adalah, sesuai logika, dihitung dari gaya dan energi.
Secara umum gaya selama tumbukan tidak konstan. Pada awalnya akan terjadi dengan cepat untuk mencapai puncak dan, lalu, meluruh/ turun menjadi lebih rendah. Gaya pada puncak akan menjadi sangat besar, namun dengan durasi yang pendek tak dapat menghasilkan penetrasi tiang. Jika, hal tersebut dapat lebih besar dari kekuatan material dari tiang, dimana, tentu, akan mengakibatkan kerusakan pada kepala tiang. Dengan memberikan cushion pad diantara kepala tiang dan beban tumbukan (hammer atau ram), gaya puncak akan dikurangi dan durasi tumbukan akan diperpanjang, jadi dengan menjaga gaya maksimum tetap dibawah nilai kerusakan dan membuat-nya bekerja lebih lama, maka akan meningkatkan penetrasi per blow.
Efek dari tumbukan hammer adalah faktor kombinasi yang rumit, seperti kecepatan saat tumbukan pada hammer, berat dari hammer (massa tumbukan) dan berat tiang, cross section dari hammer dan cross section dari tiang, variasi cushion pada sistem diantara hammer dan tiang, dan kondisi dari permukaan tumbukan (sebagai contoh, kerusakan pada kepala tiang sebagai akibat dari efek cushion saat terjadi tumbukan, tak diinginkan seperti mengurangi kemampuan hammer untuk memancang tiang), berat sebagai sistem pendorong juga terlibat (sebagai contoh, berat helm dari alat pemancang), dan terakhir, adalah tahanan tanah, seberapa besar tahanan pada ujung dan berapa tahanan pada kulit, sebagai distribusi dari tahanan kulit. Semua hal tersebut harus diperhitungkan ketika memilih hammer untuk situasi khusus agar tercapai hasil yang diinginkan, itulah, sebuah tiang dipasang agar tiang mencapai kedalaman dan atau kapasitas yang diinginkan, secara cepat dan tanpa terjadi kerusakan.
Penggunaan aturan ibu jari, sebagai contoh, bahwa rasio berat tiang terhadap berat ram seharusnya paling tidak 2 untuk air/steam hammer dan paling tidak 4 untuk diesel hammer masih tetap dipake. Aturan ini, bagaimanapun juga, sebagai salah satu dari banyak aspek yang mempengaruhi pemancangan. Aturan tersebut juga sangat tidak akurat dan tak mempunyai validitas yang umum.
Energi hammer, atau, ”rated energy” hammer sering dipakai untuk menunjukkan ukuran hammer dan mana yang cocok untuk memancang jenis tiang tertentu. Rated energy adalah berat hammer dikalikan dengan travel length, maka, disebut juga ”positional” energy dari hammer. Rated atau positional energy jarang dipakai, karena hal tersebut mempunyai referensi yang sedikit mengenai besarnya energi aktual yang disalurkan ke tiang dan, maka, hal tersebut hanya memberikan sedikit infromasi mengenai kinerja hammer. Menggunakan aturan ibu jari, sebagai contoh, untuk tiang baja, rated energy hammer adalah 6 Megajoules (MJ) dikalikan cross section area (m2) dari tiang. Aturan ini memiliki jasa dan terkadang memberikan pilihan hammer yang salah. (pada satuan English, aturan tersebut memberikan nilai 3 ft-kips per square inch of steel).
Referensi selanjutnya yang dapat digunakan untuk energi pemancangan tiang adalah “transferred energy”, dimana energi actual disalurkan pada tiang dan, maka, dapat berguna pada pemancangan. Hal ini dapat ditentukan dari pengukuran pada akselerasi dan strain di dekat kepala tiang selama terjadi pemancangan actual yang diukur menggunakan Pile Driving Analyzer. Nilai transferred energy ditentukan setelah terjadi kehilangan energi (seperti kehilangan energi saat sebelum ram memukul tiang, selama terjadi tumbukan, losses pada helm alat pancang, dan diantara helm dan kepala tiang).
Meskipun tidak ada definisi tunggal untuk pemilihan hammer termasuk semua aspek pada pemancangan tiang, energi adalah salah satu aspek penting. Energi dialamatkan pada lebih dari satu kondisi, seperti pada penjelasan diatas.
Sebagai contoh, istilah ”hammer efficiency”. Hammer efficiency adalah ditentukan sebagai rasio antara energi kinetik dari ram saat tumbukan terhadap energi kinetik ideal, dimana sebagai fungsi dari kecepatan ram. Efisiensi 100% sesuai dengan energi kinetik ideal : kecepatan ram akan sama dengan saat ram jatuh bebas tanpa ada kehilangan energi. Perhatian, hammer efficiency tidak memperhitungkan pengaruh cushion dan losses pada helm, komponan helm dan kepala tiang.
Istilah ”energy ratio” biasanya digunakan untuk mengenali fungsi hammer. Energy ratio adalah rasio antara transferred energy dengan rated energy. Nilai ini sangat bervariasi sebagai bukti pada grafik frekuensi berikut. Pengukuran ini memperlihatkan fungsi dari hammer yang pantas dan variasi yang memperlihatkan variasi yang terjadi di lapangan.
grafik energi ratio grafik impact stress
Dari pengukuran pada 226 tiang baja (Fellenius dkk, 1978)
Jelaslah, energi sendiri tidaklah cukup sebagai pengukuran untuk mengenali tumbukan. Pengetahuan tentang besarnya gaya tumbukan juga diperlukan dan sebagai parameter penting. Bagaimanapun juga, pada grafik frekuensi pada gambar menunjukkan, pengukuran di lapangan menunjukkan bahwa variasi tegangan tumbukan juga diperhitungkan.
Alasan untuk adanya variasi energi dan tegangan hanyalah sebagian dari variasi antara lain ukuran hammer, karakter cushion hammer, dan kinerja hammer. Variasi tersebut dipengaruhi juga oleh seperti ukuran tiang (diameter dan cross section area), panjang tiang dan karakter tanah. Hal tersebut dapat dimasukkan ke dalam analisis persamaan gelombang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar