BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Definisi Galian
Pekerjaan galian adalah proses pemindahan tanah atau batuan dari satu lokasi ke tempat lain dan memprosesnya sehingga dapat memenuhi persyaratan lokasi, elevasi, densitas, dan kelembaban. Pekerjaan ini meliputi galian, pembebanan, pengangkutan, penempatan (pembuangan dan penyebaran), pemadatan, gradasi, dan finishing (Nunnaly, 2007). Menurut Rancangan Pedoman Teknis Pekerjaan Umum, pekerjaan tanah dibagi menjadi:
1. Galian
a. Galian Terbuka b. Galian Biasa
1. Galian biasa untuk material timbunan 2. Galian biasa sebagai bahan buangan c. Galian Batu
1. Galian batu tanpa menggunakan bahan peledak 2. Galian batu menggunakan bahan peledak d. Galian Bangunan
2. Pekerjaan Timbunan, yang meliputi : a. Timbunan Biasa
b. Timbunan Pilihan
Cara pelaksanaan pekerjaan tanah dapat dilakukan dengan menggunakan tenaga manusia atau alat berat. Sedangkan pada penelitian ini menggunakan alat berat untuk melaksanakan galian terbuka.
2.1.1 Metode Pekerjaaan Galian
Pemilihan metode yang digunakan pada proyek konstruksi memberikan dampak yang besar pada efisiensi dan keuntungan pada pelaksanaan konstruksi.
Untuk menentukan metode pekerjaan, diperlukan besarnya faktor efisiensi pekerjaan pada pekerjaan galian. Tujuan memilih metode pekerjaan yang tepat
adalah untuk mencapai keuntungan maksimal yang diperoleh ketika biaya terendah per unit produksi dapat tercapai. (Nunnaly, 2007) Faktor lain yang perlu dipertimbangkan dalam memilih metode pelaksanaan adalah pengaruh alat termasuk kemungkinan penggunaan alat selanjutnya, ketersediaan, ketersediaan alat, pelayanan, dan efek dari penghentian alat. (Rostiyanti, 2008) Fase akhirnya adalah kompetensi dari manajemen untuk memastikan kepatuhan terhadap rencana pelaksanaan dan penyesuaian terhadap kondisi tak terduga.
2.1.2. Tahapan Pelaksanaan Galian
a. Untuk menetapkan letak batas-batas galian, dapat dipasang patok-patok pembantu dan atau tali rafia yang menghubungkan dua profil yang berdekatan.
b. Berpedoman pada tali batas galian, maka galian kasar dapat dilaksanakan oleh manusia atau bantuan excavator. Jumlah excavator yang diperlukan dihitung berdasarkan kapasitas alat dan waktu yang tersedia .
c. Galian tersebut langsung dimuat ke dump truck yang telah disiapkan (jumlah kebutuhan dump truck harus disesuaikan dengan rencana galian), dan kemudian diangkut ke tempat yang ditentukan. Posisi dump truck diusahakan sedemikian rupa sehingga apabila menggunakan excavator, boom dari excavator bersudut kecil.
d. Galian finishing dilakukan oleh tenaga manusia dengan cangkul. Dengan kerjasama yang baik antara pelaksana dan operator excavator yang mahir, dapat langsung dilakukan penggalian sampai garis/bidang finishing.
2.2 Backhoe
Backhoe umumnya untuk penggalian saluran, terowongan, atau basement.
Backhoe digunakan pada pekerjaan penggalian di bawah permukaan serta untuk penggalian material keras. Dengan menggunakan backhoe maka akan didapatkan hasil galian yang rata. (Peurifoy, 2006.) Berikut adalah siklus standar per jam
Tabel 2.1 Siklus standar per jam untuk Backhoe (Sumber: Construction Method and Management, 2007)
Kapasitas
Tipe Material
Wheel Tractor
Excavator Kecil (<0.76 m3)
Excavator Sedang (0.94-1.72 m3)
Excavator Besar (>1.72 m3)
1. Lunak
170 250 200 150
(pasir, kerikil, lempung) 2. Sedang
135 200 160 120
(tanah, lempung halus)
3. Keras
110 160 130 100
(lempung padat, batu)
Backhoe terdiri dari enam bagian utama, yaitu struktur atas yang dapat berputar, boom, lengan (arm), bucket, slewing ring, dan struktur bawah. Boom lengan dan bucket digerakkan oleh sistem hidrolis. Struktur bawah adalah penggerak utama yang dapat berupa ban atau roda crawler. Ada enam gerakan dasar backhoe yang mencakup gerakan-gerakan pada masing-masing bagian, yaitu:
1. Gerakan boom, merupakan gerakan yang mengarahkan bucket menuju tanah galian
2. Gerakan bucket menggali, merupakan gerakan bucket saat menggali material
3. Gerakan bucket membongkar, adalah gerakan bucket yang arahnya berlawanan saat menggali
4. Gerakan lengan, merupakan gerakan mengangkat lengan dengan radius sampai 1000
5. Gerakan slewing ring, gerakan pada as bertujuan agar bagian atas backhoe
dapat berputar 3600
6. Gerakan struktur bawah, dipakai untuk perpindahan tempat jika area telah selesai digali
2.3 Produktivitas Alat Berat
Produktivitas adalah perbandingan antara hasil yang dicapai (output) dengan seluruh sumber daya yang digunakan (input). Produktivitas pekerjaan galian tanah dipengaruhi oleh efisiensi alat berat memerlukan estimasi yang akurat mengenai kuantitas pekerjaan tanah, kondisi pengerjaan, dan ketepatan dalam memilih alat yang digunakan serta kompetensi dari manajemennya. ( Nunnaly, 2007.)
Empat hal yang mutlak untuk diperhitungkan dalam menentukan alat berat yang akan digunakan adalah:
1. Kapasitas alat berat 2. Kapasitas alat angkut 3. Cycle time
4. Faktor operator
Efektifitas alat dapat tergantung dari beberapa hal, antara lain:
1. Kemampuan operator pemakai alat 2. Pemilihan dan pemeliharaan alat 3. Perencanaan dan pengaturan letak alat 4. Topografi dan volume pekerjaan 5. Kondisi cuaca
6. Metode pelaksanaan alat
Produktivitas alat tergantung pada kapasitas dan waktu siklus alat.
(Rostiyanti, 2008.) Waktu siklus merupakan waktu yang dibutuhkan alat berat dalam menempuh satu kali pergerakan untuk menghasilkan produksi.
(Alifen,2011) Sehingga untuk waktu siklus alat berat backhoe, yang disebut dengan satu kali pergerakan adalah dimulai dari aktivitas menggali, manuver ke tempat penimbunan atau dump truck, buang tanah ke tempat penimbunan atau dump truck, dan yang terakhir manuver kembali ke titik menggali. Nilai waktu siklus tersebut diperoleh melalui penjumlah dari keempat aktivitas backhoe tersebut.
Rumus dasar untuk mencari produktivitas alat adalah:
Produktivitas = (2.1)
Apabila efisiensi alat dimasukkan maka, rumus akan menjadi:
Produktivitas = (2.2)
Pada umumnya, dalam satu pekerjaan tanah digunakan beberapa jenis alat berat, antara lain backhoe, loader,dan dump truck. Karena ketiganya memiliki produktivitas yang berbeda-beda, maka perlu diperhitungkan jumlah masing- masing alat. Salah satu cara menghitung jumlah alat adalah:
1. Menentukan alat dengan produktivitas terbesar
2. Mengasumsikan alat dengan produktivitas terbesar berjumlah satu.
3. Menghitung jumlah alat lainnya dengan selalu berpatokan pada alat dengan produktivitas terbesar
2.4 Volume Galian
Volume galian diperoleh melalui perhitungan secara empiris mengenai produktivitas alat berat yang ada di lapangan. Perhitungan dilakukan dengan variabel yang didapat melalui pengamatan di lapangan, beserta faktor – faktor kinerja seperti kondisi lapangan dan kondisi tenaga kerja.
Perhitungan estimasi volume galian dapat dilakukan dengan membagi metode dalam 3 kategori [Nunnaly,2007]:
1. Pit excavation (sempit dan penggalian untuk basement dan pondasi) Volume = Area x Kedalaman Rata-rata (2.3) Membagi luasan ke dalam beberapa segmen berbentuk dasar, seperti persegi lingkaran ataupun segitiga lalu kemudian plot ketinggian pada tiap titik seperti pada Gambar 2.1. Untuk luasan area hitung dengan menggunakan rumus dasar luasan, sedangkan untuk kedalaman rata – rata dilakukan dengan mengambil nilai rata - rata menjumlah total kedalaman pada semua titik dan membaginya dengan jumlah titik.
Contoh:
Gambar 2.1. Metode Pit Excavation Area = 30 ft x 25 ft =750 ft2
Kedalaman Rata-rata = (6 + 8.2 + 7.6 + 5.8)/4 = 6.9 ft Volume = 750 ft2 x 6.9 ft = 5175 ft3
2. Trench excavation
Volume = Area Lintasan x Panjang (2.4) Dapat dihitung dengan menggunakan luas area lintasan. Data akan sangat akurat bila dalam dan lebarnya trench section relative konstan, sedangkan jika tidak konstan dan permukaannya tidak rata, maka dimensi cross section yang boleh diambil hanyalah pada bagian yang rata.
Contoh:
Untuk penggalian parit diperlukan penggalian dengan lebar 3 ft, dalam 6 ft, dan sepanjang 500 ft, asumsikan sisi parit akan bersifat vertical dan konstan, maka:
Area Lintasan = 3 ft x 6 ft = 18 ft2 Volume = 18 ft2 x 500 ft = 9000 ft3
3. Excavating or grading relatively large areas
Kedalaman Rata-rata = (2.5)
Metode perhitungan sama seperti pit excavation, hanya saja pada metode ini luasan tanah dibagi menjadi luasan – luasan pit excavation, dan kemudian diberi pembobotan. Pembagian tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 Metode Excavating or grading relatively large areas
Jumlah kedalaman x Bobot
Pojok = 6 + 3.4 + 4 + 2 = 15.4 x 1 = 15.4
Eksterior = 5.8+ 5.2 + 4.6 + 3 + 2.8 + 3 +3.5 + 4.8 + 4.8 + 5.5
= 43 x 2 = 86
Interior = 5 + 4.6 + 4.2 + 3.6 + 4 + 4.9 = 26.3 x 4 =105.2 Jumlah bobot = 52
Kedalaman Rata-rata = (15.4 + 86 + 105.2) /52 = 3.97 ft
2.5 Produktivitas Backhoe
Sebelum menghitung produktivitas dari sebuah backhoe, perlu dilakukan perhitungan terhadap kapasitas dari backhoe. Beberapa hal yang mempengaruhi kapasitas dari backhoe antara lain: (Sajekti, 2009)
1. Jenis material tanah 2. Kedalaman galian 3. Persyaratan teknis galian 4. Sudut putaran
5. Kondisi manajemen 6. Faktor operator
7. Kondisi mesin
8. Kondisi lapangan kerja
Produktivitas = (2.6)
Q = Kapasitas bucket penuh F = Faktor pengisian bucket
AS:D = Sudut ayunan dan kedalaman (tinggi) dari galian t = Waktu siklus dalam detik
E = Efisiensi (menit per jam)
Jenis material berpengaruh dalam perhitungan produktivitas backhoe.
Penentuan waktu siklus backhoe didasarkan pada pemilihan kapasitas bucket.
(Rostiyanti, 2008). Rumus yang digunakan untuk menghitung produktivitas backhoe adalah:
Produktivitas = C x S x V x B x E (2.7) C = Jumlah siklus/jam
S = Faktor swing-depth
V = Volume bucket munjuk (Loose Cubic Yard atau Loose Cubic Meter) B = Faktor pengisian bucket (yang dapat dilihat pada Tabel 2.4)
E = Faktor efisiensi pekerjaan
Produktivitas =
(2.8)
Q = Kapasitas Dipper (m3) Cm = Waktu Siklus (detik)
2.6 Faktor-Faktor Produktivitas
Berbagai macam faktor dapat mempengaruhi besarnya nilai produktivitas pada suatu alat berat. Begitu halnya dengan alat berat backhoe. Faktor-faktor
menghitung besarnya nilai produktivitas backhoe adalah faktor efisiensi pekerjaan, faktor swing depth, dan faktor pengisian bucket.
2.6.1 Faktor Efisiensi Pekerjaan (E)
Faktor efisiensi pekerjaan diperoleh berdasarkan pengamatan terhadap kondisi pekerjaan dan kondisi manajemen di lapangan. Untuk kondisi manajemen terkait dengan sumber daya manusia, metode pelaksanaan, dan penerapan manajemen di lapangan. Sedangkan untuk kondisi pekerjaan berhubungan dengan kondisi fisik di lapangan yang meliputi kondisi lahan, cuaca, dan urutan pekerjaan. Untuk memperoleh besarnya nilai faktor efisiensi dapat dilihat pada Tabel 2.2
Tabel 2.2 Faktor Efisiensi Pekerjaan untuk Pekerjaan Galian (Sumber:
TM 5-331B, U.S. Department of the Army)
Kondisi Pekerjaan** Kondisi Manajemen*
Baik Sekali Baik Sedang Buruk
Baik Sekali 0.84 0.81 0.76 0.7
Baik 0.78 0.75 0.71 0.65
Sedang 0.72 0.69 0.65 0.6
Buruk 0.63 0.61 0.57 0.52
* Kondisi Manajemen termasuk:
Kemampuan, pelatihan, dan motivasi pekerja ; pemilihan, pelaksanaan, dan pemeliharaan alat ; perencanaan, supervisi, dan koordinasi
** Kondisi Pekerjaan adalah kondisi fisik dari pekerjaan yang mempengaruhi produksi (tidak termasuk tipe material), termasuk:
Topografi dan dimensi pekerjaan, permukaan dan kondisi cuaca, persyaratan spesifikasi untuk metode dan urutan pekerjaan
2.6.2 Faktor Swing Depth
Faktor swing depth dipengaruhi oleh gerakan dan sudut putaran backhoe serta kedalaman galian maksimum yang dapat dilihat pada Tabel 2.3
Tabel 2.3 Faktor Kedalaman Ayunan untuk Backhoe (Sumber:
Construction Method and Management, 2007)
Kedalaman Sudut Ayunan (derajat)
(% Maksimum) 45 60 75 90 120 180
30 1.33 1.26 1.21 1.15 1.08 0.95
50 1.28 1.21 1.16 1.1 1.03 0.91
70 1.16 1.1 1.05 1 0.94 0.83
90 1.04 1 0.95 0.9 0.85 0.75
2.6.3 Faktor Pengisian Bucket ( F)
Untuk menghitung volume bucket yang paling tepat adalah dengan mengalikan kapasitas bucket nominal dengan faktor pengisian bucket.
Faktor pengisian bucket dapat dilihat pada Tabel 2.4
Tabel 2.4. Faktor Pengisian Bucket untuk Excavator (Sumber:
Construction Planning Equipment and Method, 2006) Material Faktor Pengisian Bucket Tanah biasa, lempung 0.8 - 1.1
Pasir dan kerikil 0.9 – 1
Lempung padat 0.65-0.95
Lempung basah 0.5-0.9
Batu, pecahan sempurna 0.7-0.9
Batu, pecahan buruk 0.4-0.7
