Earth Moving & Produksi

Proses Kerja Pemindahan Tanah  Pekerjaan pemindahan tanah adalah memindahkan material (tanah) dari suatu tempat ke tempat lainnya  Proses pelaksanaan pekerjaan dapat berbeda- beda, karena ada faktor:  Sifat-sifat fisik material/tanah  Jarak angkut / pemindahan  Tujuan akhir pekerjaan  Keadaan situasi / kondisi lapangan (topografi)  Tuntutan kualitas  Skala proyek (besar kecilnya proyek)

Tahapan pemindahan tanah Land clearing Pengupasan top soil (lapisan atas) atau stripping Penggalian (excavating) Hauling Dumping

Stripping soil harus dibuang karena berakibat kurang stabil  Pekerjaan konstruksi (bangunan, jalan, dll)  top soil harus dibuang karena berakibat kurang stabil terhadap hasil suatu pekerjaan pemindahan tanah.  Pertanian/Perkebunan  top soil penting  cermat dan hati-hati  meminimalisir kerusakan dan kehilangan tanah humus  Pekerjaan mining (nikel, timah, batubara)  menyisihkan/menyimpan top soil suatu tempat  setelah selesai mendapatkan hasil tambang  reklamasi (back felling)  reboasasi  Kegiatan untuk mengupas top soil: Stripping

u Bila kondisi tanah keras 5 penggaruan (ripping) terlebih Excavating Excavating adalah suatu kegiatan penggalian material (tanah) yang akan digunakan atau akan dibuang Excavating dipengaruhi oleh kondisi: u Bila tanah biasa (normal) 5 langsung dilakukan penumpukan stock atau langsung dimuat (loading) u Bila kondisi tanah keras 5 penggaruan (ripping) terlebih dahulu, kemudian dilakukan stock pilling dan pemuatan (loading) u Bila terlalu keras dimana pekerjaan ripping tidak ekonomis (tidak mampu) 5 peledakan (blasting) guna memecahbelahkan material terlebih dahulu sebelum stock pilling kemudian dilakukan loading

grader, bulldozer, maupun compactor dan dibantu Hauling Pengangkutan material (tanah) oleh alat angkut dilakukan dengan menggunakan dump truck, motor scraper atau whell loader (load and carry) atau bisa juga dengan bulldozer jika jarak angkut kurang dari 100 meter. Pada hauling yang menggunakan dump truck biasanya pada hauling road mesti dilakukan road maintenance yang biasanya dikerjakan oleh motor grader, bulldozer, maupun compactor dan dibantu oleh truck water sprayer.

• Dumping adalah suatu kegiatan pembuangan material (tanah) dari alat angkut yang biasanya diteruskan dengan tujuan pekerjaan sbb: U Pekerjaan konstruksi: Dumping diteruskan dengan spreading, grading dan compacting. Alat untuk meratakan dari dumping (spreading) S bulldozer, kemudian perataan lebih halus (grading) S motor grader, selanjutnya pemadatan (compacting) S compactor

Dumping (1) Pekerjaan Pertambangan (Semen) u Dumpingnya menuju stone crusher kemudian diangkut (hauling) melewati belt conveyor untk seterusnya dikirim ke pabrik (handling production) Pekerjaan Pertambangan (Batubara) u Dumping tanah tutup (overbourden), dibuang ke disposal dan diratakan oleh bulldozer. Demikian pula overbourden untuk nikel maupun timah hampir sama dengan overbourden untuk tambang batubara

Ikhtisar Sistem Kerja Moving Earth

Alat Berat pada Pekerjaan Pemindahan Tanah Jenis Pekerjaan Jenis Alat Jenis Attachment Pengupasan Top Soil (Stripping) Bulldozer Angle Blade, Straight Blade Pemotongan / Penggalian Bulldozer, Excavator, Scraper, Grader, Dragline Clampshell, Power Shovel, Trencher, Ditcher Angle Blade, Shear Blade Penggaruan (Ripping) Ripper Penumpukan (Stock Pilling) Bulldozer, Dozer Shovel, Whell Loader Pemuatan (Loading) Dozer Shovel, Whell Loader, Excavator, Power Shovel, Motor Scraper Pengangkutan (Hauling) Dump Truck, Motor Scraper, Whell Loader Penyebaran (Spreading) atau Grading Bulldozer Motor Grader

• Berbagai jenis peralatan untuk pekerjaan Taksiran Produktivitas Alat untuk Pekerjaan Earth Moving • Berbagai jenis peralatan untuk pekerjaan pemindahan tanah (earth moving) secara mekanis bagi ditinjau dari segi: 1 Kelas “horse power” 1 Fungsi dan kegunaan 1 Manfaat khusus peralatan 5 Cara perhitungan taksiran beraneka ragam

Taksiran Produktivitas Alat  Cara perhitungan taksiran produktivitas alat beraneka ragam tergantung fungsi dan kegunaan alat  Namun demikian pada dasarnya sama: Produksi per Satuan Waktu = Produksi per Trip x Trip per Satuan Waktu x Faktor Koreksi  Dalam hal ini pembahasan cara perhitungan dibatasi pada alat- alat:  Bulldozer: Dozing & Ripping  Dozer Shovel / Wheel Loader  Excavator  Dump Truck

Taksiran Produktivitas Bulldozer (Dozing) Untuk pekerjaan dozing, taksiran produksi bulldozer dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: KB x 60 x FK TP = (m3/jam) J J + + Z F R Keterangan: u KB : Kapasitas blade (m3) u FK : Faktor koreksi u J : Jarak dorong (meter) u F : Kecepatan maju (meter/menit) u R : Kecepatan mundur (meter/menit) u Z : Waktu tetap (menit)

Dozing (1) • Kapasitas blade umumnya sudah dicantumkan oleh pabrik pembuat alat dalam handbook atau brosur- brosur teknis atau dapat pula dihitung secara empiris: V = L x H x H V = L x H2 Keterangan: V : volume blade (m3) L : Panjang blade (meter) H : Tinggi blade (meter)

Display Perhitungan Volume Blade secara Empiris

• Sedangkan waktu tetap (Z) tergantung dari Dozing (2) • Sedangkan waktu tetap (Z) tergantung dari jenis transmisi dan jumlah tangkai transmisi yang digunakan. Contoh pada produk KOMATSU: No Jenis Transmisi Z (menit) 1 Direct Drive Single Lever 0,10 Double Lever 0,20 2 Torque Flow 0,05

Dozing (3)  Sebuah bulldozer E memiliki data-data teknis sebagai berikut:  Horse power : 155/1800 rpm  Berat operasi : 17 ton  Lebar blade : 3,5 meter  Tinggi blade : 0,6 meter  Lebar traktor : 3 meter  Kecepatan maju : 3,2 km/jam  Kecepatan mundur : 4 km/jam  Apabila bulldozer tersebut digunakan menggusur tanah dengan jarak dorong rata-rata 40 meter, berapakah produksi per jam nya jika diketahui:  Waktu tetap : 0,10 menit  Faktor ketersediaan mesin : 0,9  Efisiensi waktu : 0,83  Efisiensi kerja : 0,75  Efisiensi operator : 0,8  Blade faktor : 0,85

• Jawab: Dozing (4) J J F R = (3,5 x 0,62) x 60 x 0,38 40 40 U FK = 0,9 x 0,83 x 0,75 x 0,8 x 0,85 = 0,38 U TP = KB x 60 x FK J J + + Z F R = (3,5 x 0,62) x 60 x 0,38 40 40 + + 0,10 53,33 66,66 = 19,81 m3/jam

produktivitas ripping dipengaruhi oleh jenis Taksiran Produktivitas Bulldozer (Ripping) Untuk keperluan estimasi taksiran produksi hasil ripping disarankan mendapatkan hasil test seismic wave velocity karena produktivitas ripping dipengaruhi oleh jenis ripper Cara perhitungan taksiran produksi ripping oleh bulldozer dibedakan atas: U Multi shank ripper U Giant ripper

Taksiran Produksi Ripping dengan Multi Shank Ripper Taksiran produksi ripping secara manual dengan multi shank ripper : LK x P x J x 60 x FK TP = J J (m3/jam) + + Z Keterang an: F R u TP : Taksiran produksi ripping (m3/jam) u LK : Lebar kerja (meter) u P : Kedalaman penetrasi (meter) u J : Jarak ripping (meter) u FK : Faktor koreksi u F : Kecepatan maju (m/menit) u R : Kecapatan mundur (m/menit) u Z : Waktu tetap (menit)

Contoh Soal Multi Shank Ripper  Sebuah bulldozer 300 HP digunakan untuk pekerjaan ripping. Jarak ripping rata-rata 30 meter Data-data teknis bulldozer dan ripper adalah sebagai berikut:  Lebar kerja : 3,2 meter  Kedalaman penetrasi : 0,3 meter  Kecepatan maju : 2,5 km/jam  Kecepatan mundur : 3 km/jam  Waktu tetap : 0,10 menit  Faktor ketersediaan mesin : 0,9  Efesiensi waktu : 0,83  Efisiensi kerja : 0,8  Efisiensi operator : 0,85  Konversi material bank-gembur : 1,2  Berapakah produktivitas ripping dari bulldozer tersebut?

Display Multi Shank Ripper

Jawaban Soal • FK = 0,9 x 0,83 x 0,8 x 0,85 = 0,5 LK x P x J x 60 x FK (m3/jam) TP = J J + + Z F R 3,2 x 0,3 x 30 x 60 x 0,5 TP = 30 30 + + 0,10 41,66 50 (m3/jam) TP = 608,45 m3/jam (bank condition) = 608,45 x 1,2 = 730,14 m3/jam (loose condition) = 730 m3/jam Jadi produktivitas ripping dari bulldozer tersebut sebesar 730 m3/jam

Taksiran Produksi Ripping dengan Giant Ripper . Formula taksiran produksi ripping secara manual: P2 x J x 60 x FK (m3/jam ) TP = J J + + Z F R u TP : Taksiran produksi ripping (m3/jam) u P : Kedalaman penetrasi (meter) u J : Jarak ripping (meter) u FK : Faktor koreksi u F : Kecepatan maju (m/menit) u R : Kecepatan mundur (m/menit) u Z : Waktu tetap (menit)

Display Giant Ripper

Taksiran Produksi Gabungan Ripping - Dozing Pada prakteknya pekerjaan ripping merupakan pekerjaan bantu terhadap dozing. Setelah material bersangkutan diripping pasti selanjutnya didozing Ripping tidak berdiri sendiri melainkan selalu berpasangan dengan dozing Formula untuk mengetahui taksiran produksi gabungan ripping-dozing: TP = TD x TR TD + TR (m3/jam) Keterangan: u TD : Taksiran produksi dozing (m3/jam) u TR : Taksiran produksi ripping (m3/jam)

dozing. Bila produksi dozing sebesar 20 (m3/jam) dan Contoh Soal Sebuah bulldozer digunakan untuk pekerjaan ripping- dozing. Bila produksi dozing sebesar 20 (m3/jam) dan produksi ripping sebesar 703 (m3/jam), berapakah produksi gabungan ripping-dozing? TP = TD x TR (m3/jam) TD + TR TP = 20 x 703 20 + 703 (m3/jam) TP = 19,46 m3/jam Jadi taksiran produksi gabungan ripping-dozing sebesar 19,46 m3/jam

Taksiran Produktivitas Shovel / Wheel Loader Loader, umumnya digunakan untuk memuat (loading) material ke atas dump truck dan alat angkut lainnya yang sering digunakan di proyek konstruksi dan mining. Oleh karena itu dalam perhitungan taksiran produktivitas diarahkan pada pekerjaan pemuatan (loading) Khusus untuk wheel loader, disamping digunakan untuk loading, juga dapat digunakan untuk pengangkutan jarak dekat (100 meter) Pekerjaan ini populer dikenal sebagai load and carry method

Display Load and Carry Method

Load and Carry Method method adalah sebagai berikut:  Langkah-langkah dalam load and carry method adalah sebagai berikut:  Loading  Return to carry  Hauling  Return from dumping  Returning to loading

• Dalam pekerjaan pemuatan (loading) dikenal Taksiran Produksi Loading • Dalam pekerjaan pemuatan (loading) dikenal 3 (tiga) metode, yaitu: u Cross Loading ( I – Shape Loading) u V – Shape Loading u Step Loading / Pass Loading

Cross Loading ( I – Shape Loading) • Taksiran produktivitas produksi loading dengan Cross Loading ( I – Shape Loading) dapat dihitung dengan menggunakan: TP = KB x 60 x FK CT (m3/jam) (m3/jam) ( + ) n + Z J J F R

Cross Loading (1) - Availability mesin - Skill operator  Keterangan:  TP : Taksiran produksi (m3/jam)  FK : Faktor koreksi - Availability mesin - Skill operator - Efisiensi kerja  J : Jarak angkut (meter)  F : Kecepatan maju (meter/menit)  R : Kecepatan mundur (meter/menit)  n : n = 1 (cross loading method) n = 2 (V – shape loading method)  Z : Waktu tetap / pindah perseneling  CT : Cycle time

Display Cross Loading Method

V – Shape Loading • Taksiran produktivitas produksi loading dengan V – Shape Loading sama dengan Cross Loading ( I – Shape Loading) dengan formula (lihat nilai n): TP = KB x 60 x FK CT (m3/jam) (m3/jam) ( + ) n + Z J J F R

Display V – Shape Loading Method

Step Loading / Pass Loading Taksiran produktivitas produksi dengan Step Loading / Pass Loading berformula sama dengan V – Shape Loading dan Cross Loading ( I – Shape Loading) : TP = KB x 60 x FK CT (m3/jam) (m3/jam) ( + ) n + Z J J F R Perhatikan pada nilai Z (waktu tetap) pada masing- masing metode pada tabel berikut:

Display Step Loading / Pass Loading Method

Waktu Tetap (Z) berdasarkan Metode Pemuatan dan Jenis Transmisi Waktu Tetap (menit) V-Shave Loading Cross Loading Load and Carry Direct Drive Hydroshift Torque Flow 0,25 0,20 0,35 0,30 -

Contoh Soal Sebuah Shovel (Torque Flow) yang mempunyai bucket 1,8m3 digunakan untuk mengisi dump truck, dengan menggunakan V – Shape Loading Method. Jika diketahui: u Jarak muat : 5 meter u Kecepatan maju : 3 km/jam u Kecepatan mundur : 3,5 km/jam u Faktor ketersediaan mesin : 0,9 u Efisiensi waktu : 0,83 u Efisiensi kerja : 0,8 u Efisiensi operator : 0,85 u Bucket faktor : 0,8 Tentukan produktivitas dari shovel tersebut!

Jawaban Soal: FK = 0,9 x 0,83 x 0,8 x 0,85 x 0,8 = 0,4 TP = KB x 60 x FK (m3/jam) ( + ) n + Z J J F R 1,8 x 60 x 0,4 TP = 5 5 ( + ) 2 + 0,2 50 58,33 (m3/jam) TP = 116 m3/jam Jadi produktivitas shovel tersebut sebesar 116 m3/jam

kecepatan muat (m/detik) dan F2 adalah kecepatan Taksiran Produksi Load and Carry Taksiran produksi load and carry dapat dihitung empiris dengan formula: TP = KB x 60 x FK ( + ) n + Z J J F1 F2 (m3/jam) Sama dengan metode sebelumnya, untuk FI adalah kecepatan muat (m/detik) dan F2 adalah kecepatan kosong (m/detik). Untuk Z = loading time + Turning time + Dumping time

Taksiran Produksi Dump Truck Dasar operasinya dump truck meliputi: loading, hauling, dumping, returning. Bila dirinci lebih lanjut meliputi: start loading, akhir loading, hauling, tiba disposal, mulai dumping, akhir dumping, returning (loading road), tiba di loading road area

Display operasi Dump Truck (1)

Display operasi Dump Truck (2)

Taksiran Produksi Dump Truck . Formula taksiran produksi Dump Truck: TP = C x 60 x FK CT (m3/jam) C x 60 x FK TP = LT + HT + RT + t1 +t2 (m3/jam) (m3/jam) TP = J J ( n x ct ) + + + t1 + t2 v1 v2

Taksiran Produksi Dump Truck (1) • Keterangan: u TP : Taksiran produksi (m3/jam) u C : Kapasitas vessel Lcm atau ton Bila menggunakan pay load PL = ton, maka harus dikalikan berat jenis material BD = ton/m3 u FK : Faktor koreksi, dipengaruhi oleh: - machine availability - skill operator - efisiensi waktu u CT : Cycle time per rit dari dump truck u n : Jumlah rit pemuatan/loading truck u ct : Cycle time per rit shovel u J : Jarak angkut dump truck u V1 : Kecepatan angkut u V2 : Kecepatan kembali u t1 : Waktu dumping u t2 : Waktu atur posisi muat

Taksiran Produksi Dump Truck (1) • Untuk memperoleh nilai dari Kapasitas Vessel ( C ) dalam satuan m3, bisa dilakukan dengan melihat pada leaflet atau data spesifikasi masing-masing tipe alat, atau ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut: C = n x KB x BF dimana: n : Jumlah rit pengisian KB : Kapasitas bucket shovel BF : Bucket factor

Taksiran Produksi Dump Truck (2) Sedangkan nilai n ditentukan dengan formula: C n = KB x BF dimana: u C : Kapasitas vessel u KB : Kapasitas Bucket u BF : Bucket factor

Taksiran Produksi Dump Truck (3) Biasanya nilai n di sini dibulatkan ke atas atau ke bawah, tergantung kemampuan dump truck / shovel yang digunakan serta jenis material yang ditangani. Penentuan nilai Cycle time (CT) dalam satuan menit dapat dihitung dengan menggunakan formula: CT = LT + HT + RT + t1 + t2 Dimana: u LT : Waktu loading = (n x ct) dalam satuan menit u HT : Waktu hauling = J/v1 dalam satuan menit u RT : Waktu returning = J/v2 dalam satuan menit u t1 : Waktu dumping (menit) u t2 : Waktu akan muat (menit)

persiapan loading dipengaruhi oleh kondisi Taksiran Produksi Dump Truck (4) • Sedangkan waktu buang (dumping) dan persiapan loading dipengaruhi oleh kondisi operasional, lihat tabel: Kondisi operasi Waktu dumping (menit) Waktu Siap Loading (menit) Baik Sedang Buruk 0,50 – 0,70 1,00 – 1,30 1,50 – 2,00 0,10 – 0,20 0,25 – 0,35 0,40 – 0,50

digunakan mengangkut tanah biasa dengan jarak Contoh Soal:  Sebuah dump truck memiliki kapasitas vessel 5 m3 digunakan mengangkut tanah biasa dengan jarak angkut 2 km. Jika diketahui: u Kecepatan angkut : 40 km/jam u Kecepatan kembali : 30 km/jam u Dengan alat pemuat wheel loader yang mempunyai kapasitas bucket 1,8 m3. u Cycle time : 0,4 menit u Dengan kondisi operasi : sedang u Machine availability factor : 0,9 u Efisiensi waktu : 0,83 u Efisiensi operator : 0,85 u Efisiensi kerja : 0,8 u Bucket factor : 0,85 Hitung produktivitas dari dump truck tersebut!

• Mencari nilai Kapasitas Vessel Jawaban Soal: TP = C x 60 x FK CT (m3/jam) • Mencari nilai Kapasitas Vessel C = n x KB x BF C n = KB x BF 5 n = 1,8 x 0,85 n = 3,26 ~ 3 kali Jadi : C = 3 x 1,8 x 0,85 = 4,59 m3

• Mencari nilai dump truck Cycle time Jawaban Soal (1) • Mencari nilai dump truck Cycle time CT = LT + HT + RT + t1 + t2 J J CT = ( n x ct ) + + + t1 + t2 v1 v2 2000 2000 CT = 3 x 0,4 + + + 1,2 + 0,3 6666,66 500 CT = 1,2 + 3 + 4 + 1,2 + 0,3 = 9,7 menit

• Mencari Faktor koreksi (total) Jawaban Soal (2) • Mencari Faktor koreksi (total) FK = 0,83 x 0,85 x 0,8 x 0,9 = 0,5 TP = = 14,2 m3/jam 4,59 x 60 x 0,5 9,7 Jadi produktivitas dump truck tersebut sebesar 14,2 m3/jam

Taksiran Produksi Excavator Produktivitas excavator dapat dihitung dengan formula: KB x BF x 3600 x FK TP = (m3/jam) CT Dimana: u TP : Taksiran produksi (m3/jam) u KB : Kapasitas bucket (m3) u BF : Bucket factor u FK : Faktor koreksi (total) u CT : Cycle time (detik)

Taksiran Produksi Excavator (1) • Untuk menentukan besarnya nilai efisiensi kerja yang sangat dipengaruhi kondisi operasional peralatan, dapat dilihat pada tabel: Kondisi operasi Efisiensi kerja Baik 0,83 Normal – Sedang 0,75 Kurang Baik 0,67 Buruk 0,58

Taksiran Produksi Excavator (2) Sedangkan besarnya nilai faktor koreksi (total) = FK dipengaruhi oleh: u Skill operator u Machine availability u Efisiensi kerja u Faktor lain yang mempengaruhi produktivitas alat u Faktor konversi kedalaman galian jika menggali di bawah landasan excavator Selanjutnya nilai bucket factor = BF dapat lihat pada tabel berikut.

Taksiran Produksi Excavator (3) . Tabel Nilai bucket factor (BF) Back Hoe dan Loading Shovel Kondisi Operasi / Penggalian Bucket Factor Back Hoe Mudah Tanah Clay, agak lunak 1,20 – 1,10 Sedang Tanah asli kering, berpasir 1,10 – 1,00 Agak Sulit Tanah asli berpasir & berkerikil 1,00 – 0,80 Sulit Tanah keras bekas ledakan 0,80 – 0,70 Loading Shovel Tanah Clay, agak lunak (biasa) Tanah gembur campur kerikil 1,00 – 0,95 Batu keras bekas ledakan ringan 0,95 – 0,90 Batu keras bekas ledakan 0,90 – 0,85

Taksiran Produksi Excavator (4) • Sedangkan konversi faktor yang meliputi kedalaman dan kondisi penggalian yang dilakukan dengan Back Hoe ditunjukkan tabel: Kedalaman Galian Kondisi Penggalian * Mudah Normal Agak Sulit Sulit Sekali < 40% 40 – 75% > 75% 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,3 1,5 1,4 1,6 1,8 * Dikalikan dengan Cycle Time Penentuan nilai Cycle Time untuk Loading Shovel sbb.:

Taksiran Produksi Excavator (5)  Standart Cycle Time untuk Loading Shovel Model Waktu (detik) PC 400 16 – 20 PC 650 18 – 22 PC 1000 20 – 24 PC 1600 27 - 31

Taksiran Produksi Excavator (6) ■ Standart Cycle Time untuk Back Hoe (1) Range Model Waktu (detik) Swing Angle 45 - 90 90 - 180 PC 60 10 – 13 13 – 16 PW 60 PC 80 11 – 14 14 – 17 PC 100 PW 100 PC 120 PC 150 16 – 19 PW 150 PC 180 PC 200 PC 210 17 – 20 Range Model Waktu (detik) Swing Angle 45 - 90 90 - 180 PW 210 14 – 17 17 – 20 PC 220 PC 240 15 – 18 18 – 21 PC 280 PC 300 PC 360 16 – 19 19 – 22 PC 400 PC 650 21 – 24 PC 1000 22 – 25 25 – 28 PC 1600 24 – 27 27 – 30

Contoh Soal • Sebuah proyek irigasi, diantaranya saudara diminta untuk mengerjakan galian parit dengan menggunakan excavator PC 200-5 Back Hoe, dengan bucket capacity 30% dari maximum diggingnya. Kondisi galian sedang, normal atau tanah biasa, volume galian 2000 m3. Jika diketahui machine availability factor 90%, faktor skill operator 85%, faktor efisiensi waktu 85% dan sudut swing operator 60 – 15 detik. Tentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan galian tersebut.

Jawaban Soal (1) Volume galian = 2000 m3 (bank condition) = 2000 x 1,25 = 2500 m3 (loose condition) Faktor Koreksi: FK = 0,9 x 0,85 x 0,85 x 0,75 = 0,49

Jawaban Soal (2) KB x BF x 3600 x FK CT x 0,9 0,8 x 1,1 x 3600 x 0,49 TP = (m3/jam) = CT x 0,9 0,8 x 1,1 x 3600 x 0,49 15 x 0,9 1552,32 13,5 = 114,98 m3/jam 2500 Jadi waktu yang diperlukan = = 21,74 jam 114,98