Dasar – Dasar Pemindahan Mekanis1. Sifat – sifat dan Jenis Tanah

Material yang ada ditanah pada umumnya tidak homogen, tetapi merupakan material campuran. Material juga bervariasi dari jenis material yang berpori sampai yang padat. Dengan keadaan yang bervariasi seperti ini maka pada saat melakukan pemilihan alat berat yang akan dipakai didalam proyek konstruksi otomatis jenis material di lapangan dan material yang akan diperhatikan

Material terdiri dari 3 unsur yaitu air, udara dan tanah.

Va Wa = 0

V Vu Vw W

Ww

Vs Ws

Properti Massa Tanah

Udara

Air

Partikel

Hubungan antara berat dan volume adalah :1. Berat Jenis total (γ, bulk) :

W adalah berat total, Wa adalah berat udara, Ww adalah berat air dan Ws adalah berat tanah. V adalah volume total, Va adalah volume udara, Vw adalah volume air dan Vs = adalah volume tanah.2. Berat Jenis Kering (γd dry density)

3. Kadar Air

VsVwVa

WsWwWa

VW

1d VsVwVa

WsVWs

WsWw

Material di tempat asalnya disebut dengan material asli atau material in-site atau bank material. Bila suatu material akan dipindahkan maka volume material yang akan dipindahkan tersebut akan berubah menjadi lebih besar dari pada volume material di tempat asalnya. Material yang dipindahkan tersebut disebut dengan material lepas atau loose material. Demikian juga jika material yang telah dipindahkan kemudian dipadatkan maka volume material akan menyusut. Material yang dipadatkan tersebut sebagai material padat atau compacted material.Hampir semua material yang telah dipadatkan mempunyai volume yang lebih kecil dari pada volume tanah asli atau dari material ditempat asalnya.

Hal ini disebabkan karena pemadatan dapat menghilangkan atau memperkecil ruang atau pori di antara butiran material. Volume tanah asli atau material yang masih ditempat aslinya biasanya diberi satuan bank cubic meters (bcm) atau bank cubic yards (bcy). Material yang dipindahkan atau mengalami perubahan bentuk, seperti batuan yang diledakkan, umumnya dinamakan loose material (tanah lepas). Volume dari material lepas diberi satuan loose cubic meters (lcm) atau loose cubic yards (lcy). Sedangkan material yang telah dipadatkan atau disebut dengan compacted material, volumenya diberi satuan compacted cubic meters (ccm) atau compacted cubic yards (ccy)

Volume material pada umumnya akan meningkat pada saat digali. Peningkatan ini diakibatkan oleh lepasnya ikatan antarpartikel tanah yang kemudian diisi udara. Perubahan ini disebut dengan pengembangan (swell). Hubungan antara kondisi tanah asli dengan tanah lepas ditentukan oleh faktor pemuatan atau load factor (LF) dan presentase pengembangan swell percentage (Sw). LF sangat bermanfaat dalam perhitungan volume material yang akan diangkut dari suatu tempat

(1)

(2)

SwLF

11

L

b

VVLF

Pada rumus 1 dan 2 VI adalah volume lepas (satuan : lcm, lcy) Vb adalah volume asli (satuan : bcm , bcy). Nilai persentase pengembangan di dapat adalah :

Sementara itu pada saat material dipadatkan, udara didorong ke luar kosong antarpartikel tanah. Akibatnya tanah memenuhi volume lebih kecil dari saat kondisi asli maupun lepas. Hal ini disebut penyusutan (shrinkage). Hubungan antara kondisi tanah asli dengan tanah dipadatkan ditentukan oleh faktor penyusutan atau shrinkage factor (SF) dan persentase penyusuta n atau shrinkage percentage (Sh).

SwLF

11

I

b

VVLF

1001 xWWSI

bW

Rumus yang menghubungkan kedua kondisi tersebut

adalah : SF = 1 – Sh

Vc merupakan volume padat (satuan : ccm, ccy) Nilai Sh

Didapat dari :

b

c

VVSF

1001 xWWSc

bh

Jenis Tanah Persentase Mengembang (%)

Faktor Pemuatan

Lempung Kering 35 0.74Lempung Basah 35 0.74Tanah Kering 25 0.80Tanah Basah 25 0.80Tanah dan Kerikil 20 0.83Kerikil Kering 12 0.89Kerikil Basah 14 0.88Batu Kapur 60 0.63Batu hasil Peledakan

60 0.63

Pasir Kering 15 0.87Pasir Basah 15 0.87Batuan Sediman 40 0.71

Tabel Sw dan LF untuk beberapa jenis tanah

Contoh Soal

1. Jika sebanyak 2000 bcm tanah kering dipindahkan maka berapa volume tanah tersebut dalam kondisi lepas ? Dan berapa volume tanah tersebut dalam kondisi padat jika Sh = 10 %Jawaban :Dari tabel Sw dan Lf didapat Sw = 25 % = 0.25

ccmV

lcmV

V

c

I

I

1800

2000V 0.1 - 1

2500

200025.01

1

c

2. Waktu SiklusSiklus kerja dalam pemindahan tanah mekanis merupakan suatu kegiatan yang dilakukan berulang. Pekerjaan utama di dalam kegiatan tersebut adalah menggali, memuat , memindahkan, membongkar muatan, dan kembali ke kegiatan awal. Semua kegiatan dapat dilakukan oleh satu alat atau oleh beberapa alat.Waktu yang diperlukan dalam siklus kegiatan diatas disebut waktu siklus atau cycle time (CT) . Waktu siklus terdiri dari beberapa unsur.Pertama adalah waktu muat atau loading time (LT). Waktu muat merupakan waktu yang dibutuhkan oleh suatu alat untuk memuat material kedalam alat angkut sesuai dengan kapasitas alat angkut tersebut

Nilai LT dapat ditentukan walaupun tergantung dari jenis tanah, ukuran unit pengangkutan (blade, bowl, bucket dll), metode dalam pemuatan dan efisiensi alatUnsur kedua adalah waktu angkut atau hauling time (HT). Waktu angkit merupakan waktu yang diperlukan oleh suatu alat , untuk bergerak dari tempat pemuatan ke tempat pembongkaran. Waktu angkut tergantung dari jarak angkut, kondisi jalan, tenaga alat dan lain – lain. Pada saat alat kembali ke tempat pemuatan maka waktu yang diperlukan untuk kembali disebut waktu kembali atau time return (RT). Waktu kembali lebih singkat dari pada waktu berangkat karena kendaraan dalam keadaan kosong.

Waktu pembongkaran atau dumping time (DT) juga merupakan unsur penting dari waktu siklus. Waktu ini tergantung dari jenis tanah, jenis alat dan metode yang dipakai. Waktu pembongkaran merupakan bagian terkecil dari waktu siklus.Unsur terakhir adalah waktu tunggu atau spotting time (ST) . Pada saat alat kembali ketempat pemuatan adakalanya alat tersebut perlu antre dan menunggu sampai alat diisi kembali. Saat mengantre dan menunggu ini yang disebut waktu tunggu . Dengan demikian :CT = LT + HT + DT + RT + ST

3. Efisiensi AlatDalam pelaksanaan pekerjaan dengan menggunakan alat berat terdapat faktor yang mempengaruhi produktifitas alat yaitu : Efisiensi alat. Bagaimana efektivitas alat tersebut bekerja tergantung dari beberapa hal :1. Kemampuan operator pemakai alat2. Pemilihan dan pemeliharaan alat3. Perencanaan dan pengaturan letak alat4. Topografi dan volume pekerjaan5. Kondisi cuaca6. Metode Pelaksaan alat

Cara umum dipakai untuk menentukan efisiensi alat adalah dengan menghitung berapa menit alat tersebut bekerja secara efektif dalam satu jam. Contohnya jika dalam satu jam waktu efektif alat bekerja adalah 45 menit maka dapat dikatakan efisiensi alat adalah 45/60 atau 0.75

4. Pemotongan dan Penimbunan TanahPermukaan tanah pada umumnya tidak merupakan tanah datar. Pada suatu proyek akan dikerjakan maka permukaan tanah harus diratakan.Tanah yang ketinggiannya melebihi elevasi yang diinginkan harus dipotong, sedangkan tanah yang ketinggiannya kurang dari elevasi yang diinginkan harus di timbun. Ada beberapa cara untuk menentukan volume tanah yang harus dibuang atau ditimbun. Untuk proyek proyek bangunan umumnya menggunakan metode grid, sedangkan untuk proyek jalan umumnya metode yang dipakai adalah metode ruas dan metode diagram massa.

a. Metode GridPada metode ini, luas tanah dibagi menjadi beberapa sektor dengan luas yang sama. Semakin banyak pembagian sektor dalam suatu luas tanah maka akurasi dari angka yang dihasilkan akan semakin baik. Pada titik titik persimpangan diukur ketinggian tanah dititik itu dan ketinggian yang diinginkan. Untuk menghitung volume tanah, maka perbedaan angka ketinggian dikalikan dengan luas yang dicakup oleh titik tersebut. Dengan menjumlahkan volume pada setiap titik maka akan didapat volume total tanah yang harus dipotong dan yang harus ditimbun.

Jika dilakukan penggambaran, maka setiap persimpangan titik dicatat data – data yang dibutuhkan .

Data yang tercatat pada setiap persimpangan

Setelah itu dibuat tabel untuk menghitung volume tanah galian dan timbunan.

KETINGGIAN YANG DIINGINKAN

KEDALAMAN PENGGALIAN

KETINGGIAN YANG SEBENARNYA

KEDALAMAN PENIMBUNAN

A B C

1

2

3

Pembagian Sektor Untuk Setiap Titik

Sebagai contoh pada titik 1-A, luas area yang ditentukan oleh titik tersebut adalah 0,25 kali luas sektor atau 0,25 A (jika luas sektor dinotasikan dengan A). Sedangkan 1-B adalah 2’ 0,25 A dan 2-B adalah 4’ 0,25AContoh : A B C

1 4.2 6.5 4.4 5.0 4.6 3.0

22.3 0.6 1.64.4 5.1 4.6 3.2 4.8 2.8

30.7 1.4 2.04.6 3.6 4.8 2.0 5.0 5.3

41.0 2.8 0.3

4.8 1.9 5.0 4.0 5.2 8.2

52.9 1.0 3.0

5.0 3.0 5.2 3.8 5.4 6.42.0 1.4 1.0

Ttk Elev.Baru

Elev.Lama

TinggiGali(m)

TinggiTimb.(m)

Fre32K

LuasTetap(m2)

VolGali(m3)

Vol.Timb. (M3)

1A 4.2 6.5 2.3 0.0 1 32 73.6 0.00

1B 4.4 5.0 0.6 0.0 2 32 38.4 0.00

1C 4.6 3.0 0.0 1.6 1 32 0.0 51.2

2A 4.4 5.1 0.7 0.0 2 32 44.8 0.0

2B 4.6 3.2 0.0 1.4 4 32 0.0 179.2

2C 4.8 2.8 0.0 2.0 2 32 0.0 128

3A 4.6 3.6 0.0 1.0 2 32 0.0 64

3B 4.8 2.0 0.0 2.8 4 32 0.0 358.4

3C 5.0 5.3 0.3 0.0 2 32 19.2 0.0

4A 4.8 1.9 0.0 2.9 2 32 0.0 185.6

4B 5.0 4.0 0.0 1.0 4 32 0.0 128

4C 5.2 8.2 3.0 0.0 2 32 192 0.0

Ttk Elev.Baru

Elev.Lama

TinggiGali(m)

TinggiTimb.(m)

Fre32K

LuasTetap(m2)

VolGali(m3)

Vol.Timb. (M3)

5A 5.0 3.0 0.0 2.0 1 32 0.0 64

5B 5.2 3.8 0.0 1.4 2 32 0.0 89.6

5C 5.4 6.4 1.0 0.0 1 32 32 0.0

400 1248

b. Metode Ruas Pada gambar rencana suatu proyek jalan, misalnya

terdapat suatu garis yang disebut garis as jalan. Garis as jalan tersebut merupakan garis tengah dari suatu rencana jalan. Panjang garis as jalan menentukan panjang dari jalan yang akan dibuat.Untuk menghitung volume tanah galian dan timbunan pada areal rencana jalan tersebut maka garis as jalan harus dibagi menjadi beberapa ruasyang sama panjang atau yang juga dikenal dengan nama stasiun. Pada setiap titik pertemuan ruas diadakan survei lapangan mengenai ketinggian elevasi setiap sisi dari as jalan. Langkah selanjutnya adalah dengan menggambarkan hasil survei yang menunjukkan elevasi yang sebenarnya dan yang diinginkan pada titik tersebut.

b. Karena bentuk permukaan biasanya tidak beraturan maka bentuk permukaan tersebut

dapat disederhanakan ke suatu bentuk lain seperti segitiga, trapesium dan lain lain. Kemudian hitung luas daerah (Secara vertikal) yang akan digali dan akan timbul. Dari hasil perhitungan dengan mengalikan, jarak antara titik maka akan didapat volume tanah galian dan timbunan

Contoh : Jalan sepanjang 800 meter akan dibangun. Pada setiap stasiun dilakukan survey lapangan dengan hasil sebagai berikut :

Tentukan volume tanah galian dan timbunan pada rencana jalan tersebut ?

STA Luas Galian (m2)

Luas Timbunan (m2)

0.000 55 30

0.100 20 15

0.200 25 80

0.300 10 99

0.400 18 75

0.500 25 50

0.600 22 40

0.700 32 25

0.800 33 20

Untuk Memudahkan Perhitungan Sta Pjg

Ruas(m)

LuasGal

(m2)

Rata – RataGal

(m2)

LuasTimb(m2)

Rata – Rata Timb (m2)

Vol Gal (m3)

Vol Tmb (m3)

0.000 55 30100 37.5 22.5 3750 2250

0.100 20 15100 22.5 47.5 2250 4750

0.200 25 80100 17.5 89.5 1750 8950

0.300 10 99100 14 87 1400 8700

0.400 18 75100 21.5 62.5 2150 6250

0.500 25 50100 23.5 45 2350 4500

Untuk Memudahkan Perhitungan

Sta PjgRuas(m)

LuasGal

(m2)

Rata – RataGal

(m2)

LuasTimb(m2)

Rata – Rata Timb (m2)

Vol Gal (m3)

Vol Tmb (m3)

0.600 22 40100 27 32.5 2700 3250

0.700 32 25 100 32.5 22.5 3250 2250

0.800 33 2019600 4090

0