Inklinometer

INKLINOMETER

Inklinometer merupakan sebuah alat yang digunakan mengukur deformasi tanah kearah horizontal dengan dengan membaca kemiringan casing terhadap arah vertikal. Pengukuran kemiringan dilakukan secara berturut-turut, ketika diproses, maka akan terukur besarnya deformasi lateral terhadap kedalaman.

Di Indonesia pemasangan alat monitoring inklinometer diatur dalam SNI 3404:2008 "Tata cara pemasangan inklinometer dan pemantauan pergerakan horisontal tanah". Dimana alat inklinometer digunakan untuk mengetahui perilaku keamanan bangunan berupa deformasi atau pergerakan bangunan dalam arah horisontal. Dengan demikian, maka akan diketahui perbedaan deformasi/pergerakan horisontal tanah/batuan suatu bangunan tanggul /bendungan yang telah dihitung dengan cara analisis dengan data yang diperoleh secara langsung di lapangan.

Sebuah inklinometer borehole portable merupakan salah satu bentuk system inclinometer yang merupakan gabungan dari tiga unit yaitu:

• Casing khusus yang dapat berdeformasi ketika dipengaruhi pergerakan tanah
• Unit sensor yang mengukur kemiringan casing secara berturut-turut.
• Pembacaan electrik yang dapat mensupply voltase kepada unit sensor dan menampilkan pengukuran kemiringan sebagai bacaan numerik

Gambar 1 Sketsa Inklinometer

1. Inclinometer Casing

Casing khusus di pasang di borehole dalam tanah. Casing tersebut cukup fleksibel untuk bergerak bersamaan dengan tanah ketika tanah mengalami deformasi secara lateral. Casing umumnya mempunyai ukuran diameter dalam 1.5 sampai 3.5 inch. Casing bisa terbuat dari plastik, aluminium, atau besi dan mempunyai alur yang menerus yang diposisikan pada ¼ lingkar dalamnya.

Pada saat pengambilan data, sepasang alur dibuat label dengan arah A dan B. Semakin besar berdiameter casing maka akan semakin teliti. Karena perputaran sensor akan menurun dengan semakin besarnya diameter casing. Casing harus dipasang dengan baik sebelum konstruksi sehingga satu set pembacaan awal dapat dibuat dan catatan lengkap semua gerakan tanah selama konstruksi dapat diperoleh.

Bagian bawah dari casing inklinometer diasumsikan fixed, sehingga deformasi dapat dihitung dari pengukuran inklinasi. Hal ini sangat penting bahwa bagian bawah casing ditancapkan pada tanah yang keras/kaku. Bagian bawah casing harus dipasang sekitar 3 - 5 m dibawah elevasi dimana tanah diprediksi mengalami lateral displacement. Menancapkan casing pada lapisan batuan sangat direkomendasikan jika kondisi geologi memungkinkan. Jika ada keraguan fixity bagian bawah casing, maka pergerakan top casing harus dicek secara berkala dengan metode survey yang akurat. Perbedaan pergerakan bagian atas casing antara metode survey dan metode inklinometer dapat digunakan untuk mengoreksi profil pergerakan lateral.

Casing inklinometer biasanya dipasang dengan panjang 1.5 - 3m yang digabungkan dengan sambungan (coupling). Sambungan tersebut bisa dilakukan dengan dipaku atau disemen untuk memastikan sambungan tersebut kuat. Setiap sambungan dapat menjadi sumber error pembacaan. Lumpur atau butiran halus dapat merembes kedalam casing dan menjadi deposit disepanjang bagian dalam sistem tracking inklinometer. Sambungan tersebut dijaga harus kedap air. Metode yang digunakan dapat berupa pemasangan cincin berbentuk-O atau caulking dengan sealant yang kedap air dan penutupnya dilengkapi dengan selotipe yang kedap air. Bagian bawah casing harus ditutup atau disumbat dengan bahan yang kedap air. Jika lubang bor penuh dengan air atau lumpur akibat pengeboran, maka dalam casing inklinometer dapat diisi air untuk mengatasi bouyancy. Casing tersebut tidak boleh diisi dengan drilling mud.

Gambar 2 Casing Inklinometer

Pasang pada bagian atas casing dipasang penutup untuk mencegah gangguan debris dan air permukaan. Tutupnya juga melindungi tepi casing tempat dimana tripod diletakkan. Tetapkan titik referensi pada permukaan atas casing untuk membantu pengulangan pembacaan survey optik. Tandai arah A+ di luar casing dengan spidol permanent. Penandaan arah A+ untuk menunjukkan yang lain dalam pengambilan data dengan orientasi yang tepat. Mengingat arah A diperlukan untuk menunjukkan rencana orientasi dan interpretasi plot. Pasang casing inklinometer sehingga satu set alur sejajar dengan arah permukaan galian atau slope. Hal ini dapat mengurangi pekerjaan tambahan untuk penentuan komponen lain dalam mengukur displacement maksimum. Proteksi casing inklinometer dipermukaan tanah juga diperlukan. Tandai lubang kecil untuk melindungi dan mencegah dari gangguan konstruksi disekitar.

2. Unit Sensor/Torpedo

Unit sensor atau torpedo merupakan mesin dengan rangka kedap air yang dihubungkan dengan tranducer elektrik. Torpedo tersebut dilengkapi dengan spring yang mengaktifkan roda-roda untuk melacak didalam alur casing dan meluruskan torpedo dalam keadaan stabil dan pengulangan posisi dalam bidang vertikal. Defleksi casing diukur dengan menentukan inklinasi casing dengan berbagai kedalaman. Lateral displacement dari casing pada waktu yang berturut-turut ditentukan dari perubahan inklinasi yang terjadi dibandingkan dengan pengukuran awal. Profil lateral total casing diperoleh dengan menjumlahkan lateral displacement pada masing-masing interval dari bawah sampai ke permukaan casing.

Gambar 3 Satu set peralatan Inklinometer

Pengukuran inklinometer umumnya direkam sebagai perbedaan angka antara bacaan 180⁰ yang terpisah. Duplikat bacaan dalam satu arah bidang vertikal diambil untuk setiap kedalaman dengan menarik torpedo dari bawah ke atas casing satu kali dan kemudian di ulangi untuk pembacaan yang diputar 180⁰. Perhitungan perbedaan angka dari bacaan untuk setiap kedalaman mengeliminasi error yang dihasilkan dari ketidakberaturan casing dan ketidaklurusan dalam pemasangan peralatan.

3. Pembacaan Elektrik (Electrical readout)

Pembacaan elektrik dapat bervariasi dari metode yang sederhana sampai dengan yang rumit. Alat baca dan torpedo dihubungkan dengan kabel khusus. Kabel tersebut dilapisi dengan penandaan eksternal yang digunakan untuk mengukur kedalaman setiap bacaan. Inti kawat baja termasuk dalam kabel untuk membatasi terjadinya melar, khususnya sambungan kabel yang lemah terhadap air. Kabel tersebut harus dicek secara berkala untuk memastikan bahwa kabel dalam kedaan kering. Kabel disimpan ditempat yang cukup kering.

Prinsip pengukuran pergerakan horisontal
Unit peralatan inklinometer terdiri atas sebuah torpedo yang dilengkapi dengan roda dan servo akselerometer keseimbangan yang bekerja secara gravitasi serta memberikan reaksi bila dihubungkan dengan sumber baterai sehingga unit alat baca akan menghasilkan sudut antara sumbu vertikal torpedo dengan kemiringan sumbu alat torpedo. Dengan diketahui besarnya perubahan sudut kemiringan, δθ dan jarak antara bacaan atau panjang jarak as roda torpedo L maka akan diketahui besarnya perubahan pergerakan horisontal sumbu vertikal pipa inklinometer pada setiap jarak antara bacaan atau jarak as roda torpedo tersebut yaitu:

δS = L Sin δθ

dimana:
L  adalah jarak antara bacaan atau panjang antara as roda dari alat torpedo inklinometer
θ  adalah sudut yang ditentukan antara sumbu vertikal dengan sumbu alat torpedo

s  adalah jumlah pergerakan horisontal

Gambar 4 Prinsip pengukuran pergerakan horisontal pada inklinometer