Galian dan timbunan atau yang lebih di kenal oleh orang – orang lapangan adalah Cut and Fill dimana pekerjaan ini sangat penting baik pada pekerjaan pembuatan jalan, bendungan, bangunan, dan reklamasi.
Dalam pekerjaan galian dan timbunan, material yang terdapat di alam itu berada dalam keadaan padat dan terkonsolisdasi dengan baik, sehingga hanya sedikit bagian yang kosong atau berisi udara diantara butir-butirnya, terutama bila butir-butir tersebut sangat halus. Pada saat meterial tersebut digali, maka akan terjadi pengembangan volume (swelling). Besarnya swelling tidak sama untuk setiap jenis tanah, tergantung pada berat jenis tanah. Pengembangan volume dinyatakan dengan swell faktor yang dinyatakan dalam persen (%). Untuk itu, diperlukan pemeriksaan keadaan lapangan (survey), untuk menghindari adanya swelling.
Sebagai contoh misalnya untuk tanah liat. Bila tanah tersebut di alam mempunyai volume 1 m3, maka setelah digali menjadi 1,25 m3. Artinya terjadi penambahan volume sebesar 25%. Dengan demikian, tanah liat tersebut mempunyai ―Swell Factor‖ o,8 atau 80%.
Galian dan timbunan berdimensi volume (meter kubik). Volume dapat diperoleh secara teoritis melalui perkalian luas dengan panjang. Galian dan timbunan untuk keperluan teknik sipil dan perencanaan diperoleh melalui perolehan luas rata – rata galian atau timbunan di dua buah profil melintang yang dikalikan dengan jarak mendatar antara kedua profil melintang tersebut.
Dari hasil survey akan dapat menentukan beberapa kegiatan selanjutnya, diantaranya :
a. Metoda pelaksanaan pekerjaan yang dipilih
b. Macam, jenis, tipe peralatan/alat-alat berat yang digunakan
c. Jumlah alat-alat berat atau peralatan yang sesuai dengan volume dan bagan waktu pelaksanaan pekerjaan.
Setelah mengetahui metoda pelaksaan pekerjaan dan peralatannya, dari beberapa alternatif dapat dipilih mana yang paling menguntungkan dan paling baik. Metoda pelaksaan pekerjaan harus sudah meliputi hal-hal berikut :
a. Pembersihan Medan (Land Clearing) b. Penguapan Medan (Stripping)
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 46 d. Timbunan Tanah dan Penebaran
e. Pemadatan Tanah f. Perataan Tanah
4.2 Tujuan Perhitungan Galian dan Timbunan
Mengingat pentingnya pekerjaan galian dan timbunan, apalagi untuk proyek berskala besar dapat berdampak langsung terhadap biaya total pekerjaan. Maka, perlu dilakukan perhitungan galian dan timbunan.
Adapun Tujuan lain dari perhitungan galian dan timbunan sebagai berikut :
1. Meminimalkan penggunaan volume galian dan timbunan pada tanah, sehingga pekerjaan pemindahan tanah dan pekerjaan stabilitas tanah dasar dapat dikurangi, waktu penyelesaian proyek dapat dipercepat, dan biaya pembangunan dapat se-efisien mungkin.
2. Untuk menentukan peralatan (alat – alat berat) yang digunakan pada pekerjaan galian maupun timbunan, dengan mempertimbangkan kemampuan daya operasional alat tersebut. Cara kerja yang tepat dan benar mempunyai efek yang besar terhadap produksi alat. Cara pelaksanaan pekerjaan yang tepat sangat dipengaruhi oleh volume pekerjaan, spesifikasi pekerjaan, bagan waktu yang ditentukan, keadaan lapangan dan sebagainya. Pemilihan cara pelaksaan pekerjaan adalah identik dengan pemilihan penggunaan peralatan di dalam pelaksaanaan pekerjaan tanah dengan menngunakaqn alat berat.
Dari pemilihan penggunaan peralatan di dalam pelaksanaan pekerjaan tanah dengan menggunakan alat-alat berat, tentunya faktor kemampuan pelaksanaan kerja dan faktor ekonomi sangat perlu diperhatikan.
Pemilihan beberapa alternatif tersebut dapat kita batasi dengan faktor sebagai berikut :
1. Keadaan medan 2. Keadaan tanah
3. Kualitas pekerjaan yang disyaratkan 4. Penagaruh Lingkungan
5. Volume pekerjaan yang disyaratkan
6. Biaya produksi untuk pelaksanaan pekerjaan dengan alat berat yang relatif rendah
7. Prosedur operasi alat dan pemeliharaan alat yang mudah dan sederhana
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 47 9. Undang-undang perburuhan termasuk keselamatan kerja untuk para
pelaksana.
Setelah secara garis beras ditentukan alternatif-alternatif yang mendekati dengan asumsi yang wajar untuk pelaksanaan pekerjaan, secara kasar dapat diperkirakan jumlah biaya keseluruhan untuk tiap-tiap alternatif, sehingga alternati-alternatif dapat dibandingkan dari segi besarnya biaya. Dengan demikian, pemilihan alat bukan didasarkan pada besarnya produksi atau kapasitas alat, tetapi didasarkan pada biaya termurah untuk tiap cu / yard atau cu/meter produksinya.
4.3 Perhitungan Galian dan Timbunan
A. Perubahan volume tanah akibat galian
Perubahan volume tanah akibat galian menunjukkan adanya swelling factor pada tanah.
Untuk menentukan besarnya swell factor ini, digunkana persamaan :
Dimana : Sw = Swelling factor B = Berat jenis tanah dalam keadaan asli L = Berat jenis tanah dalam keadaan lepas Cara lain yang digunakan adalah dengan menggunakan load factor, yaitu persentase pengurangan dalam berat jenis (density) dari suatu material pada keadaan asli menjadi keadaan gembur. Load factor menjadi penting bila pemindahan tanah didasarkan pada pengukuran material dalam keadaan asli. Persamaan yang digunakan yaitu :
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 48 Atau
Volume tanah keadaan asli = load factor * volume tanah gembur ( )
{
( ) }
(
)
Berikut adlah daftar load factor dan procentage swell dan berat dari berbagai bahan :
MATERIAL Lb/BCY % Selt Lb/BCY Load factor (%)
Bauksit 3200 33 2400 75
Caliche 3800 82 2100 55
Cinders 1450 52 950 66
Karnotit, Bijih Uranium 3700 35 2750 74
Lempung, Tanah liat asli 3400 22 2800 82
Kering untuk digali 3100 23 2500 81
Basah untuk digali 350 25 2800 80
Lempung & kerikil : kering
2800 41 2000 71
Basah 3100 11 2800 80
Batu bara : antrasit muda 2700 35 2000 74
tercuci 2500 35 1850 74
Bitumen muda 2150 35 1600 74
tercuci 1900 35 1400 74
Batuan lapukan
75% batu 25% tanah biasa 4700 43 3300 70
50% batu 50% tanah biasa 3850 33 2900 75
25% batu 75% tanah biasa 3300 25 2650 80
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 49 B. Perubahan volume tanah akibat timbunan
Dalam pekerjaan tanah, yang dimaksud dengan timbunan adalah tanah yang dipadatkan (sesuai dengan yang diinginkan) untuk tujuan tertentu. Misalnya untuk membuat jalan, tanggul, bendungan, dan lain – lain. Dengan demikian akan terjadi perubahan volume.
Basah 3400 27 2700 79
Lanau (loam) 2600 23 2100 81
Batu granit – peach 4600 64 2800 61
Kerikil, siap pakai 3650 12 3250 89
Kering 2850 12 2550 89 Kering ¼‖ – 2‖ (6 – 51 mm) 3200 12 2850 89 Basah ¼‖ – 2‖ (6 – 51 mm) 3800 12 3400 89
Pasir dan tanah liat – lepas 3400 27 2700 79
Padat - - 4050 -
Gips dengan pecah agak besar
5350 75 3050 57
Gips dengan pecahan lebih kecil
4700 75 2700 57
Hematit, bijih besi 4900 18 4150 85
Batu kapur – pecah 4400 69 2600 59
Megnetit, bijih besi 5500 18 4700 85
Pyrit, bijih besi 5100 18 4350 85
Pasir batu 4250 67 2550 60
Pasir – kering lepas 2700 12 2400 89
Sedikit basah 3200 12 2850 89
Basah 3500 12 2900 89
Pasir & kerikil – kring 3250 12 2900 89
Basah 3750 10 3400 91 Slag – pecah 4950 67 2950 60 Batu – pecah 4950 67 2700 60 Takonit 7100 - 9450 75 – 72 4100 – 5400 57 – 58 Tanah permukaan (Top
soil)
2300 43 1600 70
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 50 Perubahan volume ini disebut dengan penyusutan (shrinkage)
Besarnya persentase shrinkage adalah : ( )
Dimana :
Sh = % penyusutan (shrinkage)
B = Berat jenis tanah keadaan asli (lb/cuft) C = Berat jenis tanah padat (lb/cuft)
C. Perhtiungan galian dan timbuanan
Untuk menghitung galian atau timbunan dari suatu badan jalan atau saluran misalnya, maka harus diketahui luas penampangnya terlebih dulu. Dalam menghitung luas penampang dapat dilakukan beberapa cara seperti cara sederhana, car akoordinat, dan lain – lain.
a. Perhitungan luas penampang - Cara sederhana
Pada cara sederhana penampang dibagi menjadi bentuk segitiga, persegi panjang atau traapesium.
Luas galian :
L = ½ [d (X1+X2) + aha1+ (b-a) h2] Kalau a = ½ b maka :
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 51 Luas timbunan : Luas = ½ h2(2b+2mh2) + ½ (h1- h2) x (b + 2mh2) Luas = ½ bh2 + ½ hi (b+2mh2) - Cara koordinat Luas 1234 adalah:
L = ½ ( [(x1 + x2) (y2 + y1) + (x2 + x3) (y3 + y2) (x1 + x4) (y4 – y1) +
(x2 + x4) ( y3 +y4)
L = ½ ( [y1 (x4 - x2) + y2 ( x1 - x3) + y3 ( x2 + x4) + y4 ( x3 + x1)]
atau : ½ (yn ( xn- 1 – xn+1))
Cara lain untuk 2 kali luas adalah :
2A = (x1y2 + x2y3 + x3y4 + x4y1) - (y1x2 + y2x3 + y3x4 + y4x1) 2A = xn Xn+1 – yn xn+1
atau dapat juga dinyatakan sebagai berikut:
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 52 b. Perhitungan volume
Cara yang paling mudah untuk menghitung volume adalah dengan mengambil luas rata-rata bidang awal dan bidang akhir kemudian dikali dengan jarak L.
Jadi volume adalah : VA = ½ (A1 + A2) L m 3 Dimana : A1 = luas bidang awal A2 = luas bidang akhir
L = jarak antara A1 dan A2
Cara yang lebih teliti adalah dengan rumud prismoida:
Dimana :
Vp = Volume dengan rumus prismoida.
L = Jarak antar bidang awal A1 dan bidang akhir A2. Am = Bidang tengah antara A1 dan A2 dan sejajar dengan kedua bidang ini.
Catatan :
Am bukan rata – rata dari A1 dan A2 Am ≠ ½ (A1 + A2)
Metode melintang rata – rata
V= ½ (A1 + A2) L Keterangan : V = Volume
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 53 A2 = Luas penampang kedua
L = Panjang dari luas tampang ke satu ke luas tampang dua Metode jarak rata – rata
V= A ½(L1+L2) = AL Keterangan :
V = Volume
L1= panjang luas penampang 0 sampai luas luas penampang 1
L2 =panjang Luas penampang 1 sampai luas luas penampang 2
L = Panjang dari luas tampang ke satu ke luas tampang dua Volume prisma dan piramid kotak
Rumus volume prisma yaitu:
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 54 Dimana:
h = tinggi prisma
A1 = luas bidang atas prisma A2 = luas bidang bawah prisma
Am = luas bidang yang melalui tengah- tengah tinggi h Rumus volume piramida kotak:
√
Cara ketinggian sama
Cara dasar ketinggian sama areal bujur sangkar V= A/4 ( h1 + 2 S h2+3 S h3+ 4 S h4)
Dimana :
h1 = ketinggian titik-titik yang digunakan i kali dalam hitungan volume
Cara dasar ketinggian sama areal segitiga
V = A/3 (h1+ 2S h2 + 3S h3 + 4S h4 + 5S h5 + 6S h6 + 7S h7 + 8S h8)
Dimana :
h1 = ketinggian titik-titik yang digunakan i kali dalam hitungan volume.
4.4 Perhitungan Biaya Galian dan Timbunan
Komponen-komponen biaya produksi yang mempengaruhi harga satuan pekerjan adalah :
1. Biaya Pemilikan (Ownership Cost) a. Depressiasi (Depreciation) yaitu :
Harga Alat + Ongkos Alat (Angkut + Muat + Bongkar + Pasang) dibagi umur alat
b. Bunga, pajak, asuransi, dan ongkos gudang, diambil 10 % (bunga 6%, pajak 2%, asuransi 2%) dari penanaman modal tahunan. Modal Tahunan = (1+n)/2n x 100% = % harga alat baru
Dengan n = umur alat
2. Biaya Operasi (Operating Cost)
a. Ongkos penggantian ban = harga ban baru dibagi umur ban. b. Ongkos reparasi ban.
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 55 c. Ongkos reparasi umum, termasuk harga ―spare parts‖, ongkos
pasang, dan pemeliharaan.
d. Ongkos penggantian alat gali. (scraper,shovel,buldozer,dll). e. Ongkos bahan bakar.
Cara menghitung pemakaian bahan bakar adalah sbb:
- untuk mesin yang memakai bensin, rata-rata dipakai 0.06 gallon/HP/jam.
- untuk mesin yang memakai diesel rata-rata dibutuhkan 0,04 gallon/HP/jam.
3. Biaya Perbaikan (Repairing Cost) 4. Biaya Tidak Langsung (Undirect Cost)
Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat – Alat Berat | 56 BAB V