Pile Driveability Analysis

Sesuai request, saya tuliskan untuk pile driveability analysis. Semoga bermanfaat.

Pile Driveability Analysis

Pile Driveability Analysis ini termasuk pre-service analysis. Sebelumnya, kita sudah mendesign size untuk pile dan kedalaman penetration-nya, yaitu pada inplace analysis dan seismic analysis. Pada kedua analysis ini, pile sudah di design agar tidak overstress dan mempunyai capacity yang memenuhi requirement dari standard and code. Tapi belum tentu pile tersebut dapat di pancang hingga ke kedalaman yang kita inginkan. Bisa saja, misal, terjadi overstress pada pile tersebut pada saat pemancangan. Disinilah peranan pile driveability analysis. Berikut foto untuk pile installation di tempat yang berbeda-beda.

 

 

Dalam bahasa sederhana, pile driveability analysis adalah analysis untuk pemancangan pile. Tujuan analysis ini adalah agar pile dapat di penetrasi ke kedalaman yang di inginkan (design penetration) tanpa overstress pada pile pada saat pemancangan dan tanpa refusal oleh pile pada saat pemancangan. Maksud refusal disini adalah penolakan oleh pile karena energy dari hammer tidak cukup untuk men-drive pile lebih dalam lagi.

Criteria hingga dikatakan refusal bisa mengacu pada API RP 2A, exact definition-nya yaitu : “Pile driving refusal with a properly operating hammer is defined as the point where pile driving resistance exceeds 300 blows per foot (0.3 m) for five consecutive feet (1.5 m) or 800 blows per foot (0.3 m) of penetration. (This definition applies when the weight of pile does not exceed four times the weight of the hammer ram. If the pile weight exceeds this, the above blow counts  are increased proportionally, but in no case shall they exceed 800 blows for six inches (152 mm) of penetration). If there has been a delay in pile driving operations for one hour or longer, the refusal criteria stated above shall not apply until the pile has been advanced at least one foot (0.3 m) following the resumption of pile driving. However, in no case shall the blow count exceed 800 blows for six inches (152 mm) of penetration”.

Agar lebih mudah mengerti maksudnya, untuk sementara refusal criteria dari pile saya tuliskan sbb:

1. Melebihi 300 blows per 0.3 m berturut-turut selama 1.5 m penetration, atau
2. Melebihi 800 blows per 0.3 m penetration

Criteria yang saya tulis tentu menyederhanakan dari criteria yang sebenarnya. Criteria yang sebenarnya ada di API RP 2A diatas. Criteria refusal bisa juga mengambil dari standard and code lainnya untuk daerah dimana pile tersebut di driving.

Bisa dibayangkan, 800 blows per 0.3 meter, artinya perlu 800 kali pukulan dari hammer hanya agar pile bisa mencapai 30 cm lebih dalam lagi. Energy yang dikeluarkan banyak tetapi hasilnya sedikit. Jadi ini sudah dikatakan refusal. Dalam logika kasar, pile ini sudah berada dalam tanah keras sehingga tanah bisa melawan energy dari hammer.

Agar tidak terjadi refusal, maka kita harus memilih type dan size hammer yang tepat. Pemilihan hammer juga tidak bisa asal pilih, karena perlu dipastikan availability dari hammer tersebut. Dalam analysis, kita akan memilih minimal dua size hammer : hammer pertama yang memang direncanakan akan digunakan untuk pile driving, dan hammer kedua dengan size yang lebih besar dari hammer pertama sebagai back-up dari hammer pertama. Sebelum lebih jauh, saya ingin membahas tentang jenis-jenis hammer. Jenis-jenis hammer ini saya dapatkan dari Saipem training.

Ada empat jenis hammer berdasarkan sumber energy nya, yaitu :

1.  Hydraulic hammer

Contoh hammer ini : Menck MHU 195, IHC 280, dll.

Hydraulic Hammer ini dapat digunakan baik diatas maupun dibawah air, dan bisa untuk mendrive vertical pile maupun battered pile (hingga max 13^o). Agar bisa beroperasi dibawah air, hammer ini dilengkapi dengan peralatan namanya Under Water Ballast (UB). Hydraulic hammer lebih efisien dibandingkan jenis steam hammer dan diesel hammer, sehingga energy yang di transfer ke pile lebih besar. Efficiency dari Menck Hammer  misal, dibawah air bisa mencapai sekitar 95% untuk continuous driving dan 85% saat restart, sedangkan diatas air bisa mencapai 100%. Pile driving parameter seperti jumlah blow count per meter, striking energy, kedalaman dll dapat di record dalam bentuk text file.  Hammer jenis ini sangat tinggi dan berat (misal 15 m x 99 Ton). Berikut contoh gambar dari hydraulic hammer.

2.  Steam Hammer

Contoh hammer ini : Menck MRBS 4600, Vulcan 540, Conmaco C50 dll.

Steam Hammer hanya bisa digunakan diatas air, dan bisa untuk mendrive vertical pile maupun battered pile (hingga max 10^o). Efisiensi dari steam hammer antara 60% hingga 85%. Pile driving parameter seperti jumlah blow count per meter, striking energy, kedalaman dll tidak dapat di record dalam bentuk electronic, sehingga butuh manual recording. Steam hammer membutuhkan cushion, yaitu bantalan untuk mencegah kerusakan pada ujung pile. Kayu keras seperti Bongossi wood dianjurkan untuk digunakan sebagai cushion untuk steam hammer.  Steam hammer sangat tinggi dan berat (misal 18m x 158 ton). Berikut contoh gambar dari Steam hammer dan cushion dari kayu bongossi.

3.  Diesel hammer

Contoh hammer ini : Delmag D200-42, FEC 1200, ICE 180, MKT DE20, dll

Steam Hammer hanya bisa digunakan diatas air, dan bisa untuk mendrive vertical pile maupun battered pile (hingga max 45^o). Efisiensi dari Diesel hammer antara 60% hingga 70%. Seperti halnya Steam hammer, Diesel hammer juga tidak dapat me-record Pile driving parameter dalam bentuk electronic, sehingga butuh manual recording. Diesel hammer juga membutuhkan cushion, seperti alluminium, micarta, combest, steel wire, monocast dll. Diesel hammer cukup tinggi dan ringan (misal 10m x 36 ton). Berikut contoh gambar dari Diesel hammer dan cushion dari monocast dan steel wire setelah 5000-15000 pukulan.

4.  Type hammer lainnya, yaitu type hammer yang tidak menggunakan system impact seperti 3 type hammer diatas, seperti Vibro Hammer. Contohnya APE 300, ICE 223 dll.

Selama proses pile driving, sangat penting untuk membuat record beberapa parameter seperti:

–   Jumlah blow count per meter (baik continuous maupun restart driving)

–   Hammer striking energy

–   Pile Self Weight Penetration baik dengan hammer maupun tanpa hammer

–   Informasi lainnya yang terjadi selama pile installation (misal kedalaman Pile refusal, dll)

Data tersebut diperlukan sebagai back up analysis dan bisa digunakan untuk membandingkan antara jumlah blow count hasil analisa dengan kenyataannya. Hal ini sangat berguna untuk memperkirakan  soil driving resistance yang lebih tepat untuk pekerjaan di masa mendatang di daerah tersebut.

Oke guys, sementara itu dulu. Next, insya allah kita bahas yang lebih penting, yaitu soil resistance to driving (SRD) dan Program GRL-WEAP untuk pile driveability analysis.

Jakarta, November 25 2011