PEMINDAHAN TANAH MEKANIK DAN ALAT-ALAT BERAT Dosen : Weka Indra Dharmawan, ST., MT

KONTRAK PERKULIAHAN Perkuliahan dilaksanakan 14 kali tatap muka dan 2 kali ujian (UTS dan UAS). Satu kali tatap muka = kuliah 2 x 50 menit dengan. Dosen melaksanakan perkuliahan sesuai dengan silabus. Mahasiswa wajib mengikuti perkuliahan minimal 11 kali (di luar UTS dan UAS). Bila Dosen belum hadir 15 menit dari jadwal waktu yang telah ditetapkan, perwakilan dari mahasiswa segera melakukan konfirmasi terhadap Dosen yang bersangkutan. Apabila Dosen belum hadir 30 menit dan tidak ada pemberitahuan maka mahasiswa boleh meninggalkan kelas dan segera mencari informasi ke Dosen bersangkutan untuk membicarakan waktu kuliah pengganti. Mahasiswa terlambat 30 menit dan tanpa ada pemberitahuan tidak boleh mengikuti perkuliahan. Nilai ujian = (Nilai tes tertulis) + (nilai tugas) + (nilai diskusi/tanya jawab/presentasi). Mahasiswa ketahuan menyontek atau memberi contekan langsung mendapat sangsi lembar jawaban ujian di diskualifikasi dan mengulang baru.

SILABUS Bab 1 Pengertian Umum Tentang Tanah dan Alat mekanis. Bab 2 Alat Penarik (Traktor) dan Macamnya. Bab 3 Alat Mekanis dan Kegunaannya Bab 4 Pelaksanaan Pekerjaan Bab 5 Pemilihan dan Pengadaan Peralatan Bab 6 Analisis Harga Satuan UTS dan UAS

DAFTAR PUSTAKA Darmansyah Nabar : Pemindahan Tanah Mekanis dan Alat Berat. Penerbit Universitas Sriwijaya. Komatsu Specification and Application, Handbook. Imam Sukoto, Ir. : Rencana dan Pelaksanaan Konstruksi Jalan Raya dan Lapangan Terbang. UGM Press. Njamadi Praptosuhardjo, Ir. : Pemindahan Tanah Mekanik. Penerbit Universitas Sebelas Maret. Dll.

PENGERTIAN UMUM TENTANG TANAH DAN ALAT BERAT Hampir semua pekerjaan lapangan konstruksi bangunan sipil pada umumnya menggunakan alat mekanik (tenaga mesin). Pekerjaan lapangan tersebut meliputi : 1. Pekerjaan tanah. 2. Pekerjaan batu. 3. Pekerjaan beton (beton semen atau beton aspal). 4. Pekerjaan penunjang. Pekerjaan tanah dilakukan pada proyek jalan raya, lapangan terbang, bangunan air, dermaga dll.

Pemindahan Tahan Mekanik : Usaha manusia untuk memindahkan tanah dari tempat aslinya ke tempat lain dengan menggunakan alat (sederhana atau modern).

Pekerjaan Tanah (1/3) Pemotongan Tanah (Cutting) Pekerjaan yang bertujuan untuk mengurangi ketinggian tanah hingga mencapai ketinggian yang direncanakan. 2. Pemuatan (Loading) Pekerjaan memuat hasil pemotongan tanah ke dalam alat pengangkut. Pengangkutan (Hauling) Usaha mimindahkan tanah ke tempat lain dengan alat pengangkut. Penebaran Tanah (Spreading) Usaha menebarkan tanah untuk mendapatkan permukaan tanah yang rata.

Pekerjaan Tanah (2/3) 5. Pembersihan Permukaan (Stripping) Pemotongan bagian atas permukaan tanah agar bersih dari rumput maupun tanah yang kurang baik. 6. Pemadatan Tanah (Compacting) Usaha untuk memadatkan tanah agar diperoleh daya dukung tanah yang disaratkan. 7. Pembasahan (Watering) Usaha membasahi tanah sebelum dipadatkan agar pada pelaksanaan pemadatan diperoleh kepadatan yang maksimum dalam waktu singkat. 8. Galian Tanah (Excavating) Usaha membuat lubang atau saluran yang lebih rendah dari permukaan tanah dimana alat tersebut berdiri.

Pekerjaan Tanah (3/3) 9. Urugan atau Penimbunan Tanah Urugan dapat berarti mempertinggi tanah asli, sedangkan penimbunan dapat diartikan sebagai pembuangan tanah atau penyisihan tanah yang belum sempat dimanfaatkan.

Sifat Tanah (1/6) Keadaan Tanah Asli (Bank Soil) Keadaan tanah dalam kondisi sebelum mengalami gangguan (tanah alami) dan dinyatakan dalam ukuran “Bank Measure (BM)”. ex. Berat Tanah : 1300 kg/m3 (BM) : 1300 kg/cu.m (B) : 3740 lbs/cu.yd (B) Tanah asli menjadi dasar perhitungan volume (isi) dari tanah yang dipindahkan.

Sifat Tanah (2/6) 2. Keadaan Tanah Lepas (Loose Soil) Keadaan tanah setelah mengalami gangguan, baik berupa pemotongan tanah, penggalian tanah dll. ex. Tanah hasil galian di atas truck. Tanah di depan pisau buldozer dll. Satuan yang biasa digunakan adalah : : ... kg/m3 (Loose) : ... Kg/cu.m (L) : ... lbs/cu.yd (L) Perubahan tanah asli ke tanah lepas menyebabkan perubahan berat per satuan volume yang disebabkan karena adanya proses pengembangan (swell) tanah asli ke tanah lepas dinyatakan dalam persen (%).

Sifat Tanah (3/6) Contoh : Tanah asli 100 m3, digali menjadi tanah lepas dengan volume 125 m3 maka besarnya swelling tanah tersebut adalah : Faktor pengembangan adalah : 25%

Sifat Tanah (4/6) 3. Keadaan Tanah Padat (Compact Soil) Keadaan tanah setelah mengalami proses pemadatan, baik dalam keadaan tanah asli kemudian dipadatkan atau dalam keadaan lepas kemudian dipadatkan. Proses pemadatan mengakibatkan penyusutan volume tanah (shrinkage) dinyatakan dalam persen (%). Contoh : Tanah asli bervolume 100 m3 kemudaian dipadatkan menjadi 80 m3, maka shrinkage tanah tersebut adalah : Faktor susut sebesar 20%

Sifat Tanah (5/6) Adanya penyusutan volume tanah yang dipadatkan mengakibatkan berat per volume tanah tersebut menjadi lebih besar. Satuan yang biasa digunakan adalah : : ... kg/m3 (Compact) : ... Kg/cu.m (C) : ... lbs/cu.yd (C)

Sifat Tanah (6/6) Adanya perubahan kondisi tanah tersebut, maka untuk menyatakan satuan berat per volume harus disebutkan kondisi tanah. Contoh : Berat tanah asli = 1300 kg/m3 Atau Berat tanah = 1300 kg/m3 (B) Berat tanah lepas = 1000 kg/m3 Atau Berat tanah = 1000 kg/m3 (L) Berat tanah padat = 1800 kg/m3 Atau Berat tanah = 1800 kg/m3 (C)

Kondisi Tanah Asli (Bank Soil) EX200 HITACHI Kondisi Tanah Asli (Bank Soil) Kondisi Tanah Lepas (Loose Soil) Kondisi Tanah Padat (Compact Soil)

Sketsa Pengembangan dan Penyusutan Tanah Asli Volume Tanah Asli : 1 m3 Berat Tanah Asli : 1000 kg Tanah Lepas Volume Tanah Lepas : 1,25 m3 Berat Tanah Lepas : 1000 kg Tanah Padat Volume Tanah Padat : 0,80 m3 Berat Tanah Padat : 1000 kg

Contoh perubahan berat per satuan volume : 1. 1000 kg / 1 m3 = 1000 kg / m3 (tanah asli) 2. 1000 kg / 1.25 m3 = 800 kg / m3 (tanah lepas) 3. 1000 kg / 0.80 m3 = 1250 kg / m3 (tanah padat)

Tabel Diskripsi Tanah Asli (Bank) Berdasarkan Ukuran Butiran dan Berat Volume Nama Umum Diameter Butiran (mm) Berat Volume Asli (t/m3) Kerikil (gravel) Pecah Bulat 2,0 – 50,0 1,70 – 1,80 1,80 – 1,90 Pasir (sand) Kering Sedang Basah 0,05 – 2,0 1,40 – 1,50 1,65 – 1,75 Lempung dan Lanau (Clay and Silt) 0,001 – 0,05 1,60 – 1,80 1,90 – 2,10 Batu Pecah > 50,0 1,55 – 1,65 Tanah campuran 1,50 – 1,60 1,60 – 1,70

Tabel Perbandingan Volume dalam Berbagai Keadaan dari Berbagai Macam Tanah NAMA UMUM Kerikil (gravel) 1,05 – 1,25 0,80 – 1,00 Pasir (sand) 1,10 – 1,30 Lempung dan Lanau (Clay and Silt) 1,15 – 1,35 Batu Pecah 1,65 – 1,75 1,25 – 1,35 Tanah 1,20 – 1,30 0,85 – 0,95

Tabel Perubahan Volume Tanah TANAH ASLI KONDISI TANAH PERUBAHAN VOLUME TANAH ASLI LEPAS PADAT Pasir A. Keadaan Asli 1,00 1,11 0,95   B. Keadaan Lepas 0,90 0,80 C. Keadaan Padat 1,05 1,17 Lempung Kepasiran A 1,25 B 0,72 C 1,39 Lempung 0,70 0,63 1,59 Tanah Berkerikil 1,18 1,08 0,85 0,91 0,93 1,09 Kerikil 1,13 1,03 0,88 0,97 1,10 Kerikil Padat 1,42 1,29 0,77 Batu Kapur Pecah dan Batuan Lunak 1,65 1,22 0,61 0,74 0,82 1,35 Granit Basalt dan Batuan Keras 1,70 1,31 0,59 0,76 1,30 Batu Pecah 1,75 1,40 0,57 0,71 1,24 Tabel Perubahan Volume Tanah

Contoh Soal Suatu saluran berukuran 0.4 m x 1.0 m dengan panjang 100 m akan digali menggunakan excavator. Berapa volume galian yang dihasilkan oleh excavator bila tanahnya memiliki faktor gembur 1,25 ? Suatu kontraktor memerlukan sirtu (tanah berkerikil) sebagai bahan pengisi lapisan pondasi bawah suatu proyek jalan. Konstruksi tersebut berukuran tebal 25 cm, lebar 10 m dan panjang 10 km. Hitung material yang diperlukan untuk timbunan tersebut dalam tiga kondisi ?

Solusi Produski excavator adalah tanah gembur, sehingga waktu penyelesaian pekerjaan harus berdasarkan pada material gembur (lepas). Volume material dalam keadaan asli (bank) = 0.40 m x 1.00 m x 100 m = 40 m3 Volume material dalam keadan agembur (loose) = 40 m3 x 1.25 = 50 m3

Kondisi tanah yang dijelaskan pada soal adalah tanah padat (compacted) = 0.25 m x 10 m x 10.000 m = 25.000 m3 Dari Tabel diperoleh faktor susut : 0,93, maka volume tanah asli (bank) = 25.000 / 0.93 = 26.881,72 m3 Dari Tabel diperoleh faktor gembur : 1.18 maka Volume sirtu gembur = 26.881,72 m3 x 1.18 ` = 31.720,43 m3

KONVERSI SATUAN

ANALISIS TENAGA ALAT-ALAT BERAT Dosen : Weka Indra Dharmawan, ST., MT

Perlu ada pemahaman bagi kontraktor dan operator sehubungan dengan : Tenaga alat berat akan menentukan sanggup tidaknya suatu alat berat melintasi segala bentuk kondisi dan jenis permukaan jalan. Tenaga alat berat juga berpengaruh pada cepat atau labatnya waku penyelesaian pekerjaan. Perlu ada pemahaman bagi kontraktor dan operator sehubungan dengan : Berapa tenaga yang dibutuhkan. Berapa tenaga yang tersedia Berapa tenaga yang dapat digunakan

Tenaga yang dibutuhkan adalah : tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan alat berat pada permukaan jalan dan dapat diketahui berdasarkan perhitungan faktor tertentu yang mempengaruhinya yaitu : Berat total alat. Daya hambat antara roda dan permukaan jalan. Berat Total Alat adalah : berat alat kosong ditambah dengan berat muatan bisa disebut GVW (Gross Vehicle Weight). Berat alat kosong diperoleh dari spsesifikasi alat berat dari pabrik. Berat muatan tergantung pada kapasitas bak (bowl) alat dan berat isi material yang akan diangkkut.

GVW = Berat Alat Kosong + Berat Muatan = Berat Alat Kosong + (Kapasitas x Berat Isi) Daya Hambat terjadi antara roda dan permukaan jalan yang biasanya disebut TR (Total Resistence). Faktor yang mempengaruhi TR : Tahanan Gelinding atau Tahanan Guling atau RR (Rolling Resistence) Tahanan Kelandaian GR (Grade Resistance).

PRINSIP DASAR BEKERJANYA PERALATAN Faktor yang mempengaruhi gerakan peralatan : Tahanan Gelinding (Rolling Resistance : RR). Landai Permukaan. Tenaga Tarik (Drawbar Pull : DBP) Tenaga Roda (Rimpull). Ketinggian Tempat Kerja. Koefisien Traksi. Kemampuan Mendaki.

1. Tahanan Gelinding (Rolling Resistance : RR) Adalah daya hambat yang terjadi antara roda dan permukaan jalan. Besarnya RR dipengaruhi : Jenis permukaan jalan. Penetrasi ban. Beban pada roda. Kelenturan roda (tekanan angin, rancangan ban dan permukaan jalan). Gesekan pada bagian dalam Besarnya RR pada kendaraan beroda rantai tergantung pada sifat permukaan tanah.

Tahanan Gelinding atau Rolling Resistance (RR) dirumuskan : Di mana : RR = Rolling Resistance P = Gaya Tarik (Tegangan Tali) G = Berat Kendaraan P G

Rolling Resistance = 2 % x GVW (Matric Methode) = 20 kg/ton berat alat Dengan kata lain setiap ton berat alat diperlukan 20 kg untuk menariknya. (Caterpillar Performance Handbook) menyatakan bahwa setiap inci penetrasi ban akan meningkatkan daya hambat seberat 15 kg per ton berat alat, atau setiap 1 cm penetrasi ban ke dalaman permukaan tanag akan menambah daya hambat 6 kg (0,6 %). Dengan kata lain semakin dalam penetrasi ban maka semakin tinggi daya hambat yang terjadi.

RODA BAN KARET ANTI SLIP Tabel Tahanan Gelinding (RR) Berbagai Macam Roda pada Berbagai Macam Permukaan (LB/TON) JENIS PERMUKAAN RODA BAJA RATA RODA RANTAI RODA BAN KARET ANTI SLIP TEKANAN TINGGI TEKANAN RENDAH Beton permukaan halus 40 55 45 Aspal kondisi baik 50 – 70 60 – 70 40 – 65 50 – 65 Tanah padat dan terpelihara 60 – 100 60 – 80 40 – 70 Tanah tidak terpelihara 100 – 150 80 – 110 100 – 140 70 – 100 Tanah becek dan berlubang 250 – 300 140 – 180 180 – 220 150 – 200 Tanah sangat becek 300 – 400 200 – 240 280 – 340 Pasir lepas dan berkerikil 280 – 320 160 – 200 260 – 290 220 – 260

Contoh Soal : Sebuah Elavating Scraper beroperasi pada suatu proyek pembangunan untuk mengangkut material. Alat ini akan melewati jalan jenis tanah liat yang agak lunak. Dari bekas roda pada permukaan jalan terlihat bahwa terjadi penetrasi ban sedalam 3 inci. Berapakah FRR (Faktor rolling Resistance) ?

2. Landai Permukaan Bila kendaraan bergerak naik pada permukaan yang miring maka diperlukan tenaga tambahan agar gerakan tetap dan sebaliknya apabila bergerak turun, maka tenaga yang diperlukan berkurang. Berkurang dan bertambahnya tenaga tersebut kurang lebih sebanding dengan kemiringan (landai permukaan)

Sebuah wheel tractor scraper beroperasi dengan berat kosong 40. 000 kg Sebuah wheel tractor scraper beroperasi dengan berat kosong 40.000 kg. Alat ini beroperasi pada suatu proyek dengan kondisi jalan angkut RR 65 kg/ton. Jika kapasitas 30 m3 dab berat isi material angkut adalah 2000 kg/m3 berapa tenaga yang dibutuhkan agar alat tersbut dapat bergarak ?

3. Tenaga Tarik (Drawbar Pull = DBP) Tenaga yang tersedia pada suatu traktor setelah dikurangi tenaga untuk menggerakan dirinya atau pengaruh lainnya yang bisa mengurangi tenaganya. Tabel DBP Crawler Tractor GEAR KECEPATAN (mph) DBP (lbs) Forward 1 st 2 nd 3 th 4 th 5 th 1,56 2,20 3,04 3,88 5,30 9,909 6,872 4,752 3,626 2,419

4. Tenaga Roda (Rimpull) Tenaga gerak yang disediakan mesin untuk menggerakan roda kendaraan (kg atau lbs). Bila tidak tersedia data, rumus umum Tenaga Gerak adalah : Efisiensi bisa digunakan 80 % s.d 85 %.

5. Ketinggian Tempat Kerja Berpengaruh pada mesin yang menggunakan bahan bakar. Pada waktu proses pembakaran diperlukan zat asam (oxygen) dari udara. Udara mempunyai lapisan kepadatan yang berbeada (makin tinggi suatu tempat maka kepadatan makin berkurang) maka oxygen pada lapisan tersebut juga berbeda. Hal ini berdampak pada daya bakar (kecepatan pembakaran) berkurang sehingga daya kerja mesin akan menurun. Secara empiris (praktis) : tenaga mesin akan berkurang 3% setiap penambahan ketinggian 1000 ft di atas 1000 ft pertama.

Contoh Soal : Suatu mesin dengan tenaga 100 HP bekerja pada ketinggian 7000 ft. Berapa berkurangnya tenaga mesin tersebut? Jadi tenaga maksimum yang dihasilkan oleh mesin tersebut adalah 100 HP – 18 HP = 82 HP.

Sebuah DT model 769c/450 HP, berat total (GVW) 60 ton Sebuah DT model 769c/450 HP, berat total (GVW) 60 ton. Beroperasi pada jalan angkut yang memiliki faktor traksi 0,40 (kondisi jalan tanah liat penuh bekas roda). Berdasarkan spesifikasi yang diperoleh, distribusi berat pada pergerakannya 66,7 %. Berapakah tenaga tarik yang dapat digunakan, jika alat ini beroperasi pada ketinggian 9000 kaki di atas permukaan air lau?

Sebuah wheel tractor scraper berat total 90 ton, bergerak pada jalan tanah yang cukup keras dengan RR 40 kg/ton. Disamping itu jalan angkut menanjak 2,5 %. Hitung tenaga yang dibutuhkan dan tenaga yang digunakan, bila faktor traksi 0,35 dan ketinggian lokasi 7000 kaki dengan distribusi berat pada roda penggerak 60 %?

6. Koefisien Traksi Koefisien Traksi adalah suatu faktor perbandingan antara tenaga maksimum yang diperlukan sebelum terjadi slip dengan berat kendaraan. Kinerja tenaga mesin dipengaruhi adanya tenaga geser antara permukaan tanah (landasan) dengan roda. Tenaga geser tersebut tergantung dari koefisien traksi antara permukaan roda kendaraan dengan permukaan landasan (semakin kecil koefisien traksi akan berakibat slip). EX200 HITACHI

Tabel Koefisien Traksi JENIS PERMUKAAN BAN KARET CRAWLER (RANTAI) Beton kering dan kasar Tanah liat kering Tanah liat basah Pasir kerikil 0,80 – 1,00 0,50 – 0,70 0,40 – 0,50 0,20 – 0,40 0,45 0,90 0,70 0,30

7. Kemampuan Mendaki Kemampuan mendaki untuk setiap jenis kendaraan berbeda dan tergantung pada : a. Tenaga Tarik (DBP) atau Rumpull dari mesin b. RR dari permukaan jalan c. Berat total traktor dan muatan d. Landai permukaan (dalam % kelandaian)

JENIS DAN FUNGSI ALAT BERAT Dosen : Weka Indra Dharmawan, ST., MT

Alat berat banyak digunakan dalam pekerjaan bidang teknik sipil, pertambangan, pekerjaan tanah dan lain sebagainya. Conoh alat berat pada proyek jalan : - Bulldozer (pekerjaan galian dan timbunan) - Motor Grader (pembentuk kemiringan permukaan) - Dump Truck (pengangkut bahan timbunan) - Loader (pemuat) - Roller (penggilas atau pemadat) - Asphalt Paver (penghampar aspal) - dll.

EXCAVATOR Fungsi utama : Menggali Memuat Mengangkat material Membuat saluran air atau pipa dll.

JENIS EXCAVATOR Backhoe

JENIS EXCAVATOR Front Shovel

JENIS EXCAVATOR Power Shovel

JENIS EXCAVATOR Dragline

JENIS EXCAVATOR Clamshell

BULLDOZER Traktor yang beroda rantai atau beroda ban. Fungsi utama : Menggusur Mendorong Menggali Meratakan Menarik dll.

BULLDOZER

RIPPER Suatu alat yang digunakan untuk menggemburkan material dengan cara menggaruk atau membajak (ripping).

RIPPER

RIPPER

WHEEL LOADER Alat pemuat yang beroda ban Fungsi utama : Memindahkan material (jarak pendek) Mengumpulkan material Menggisi hopper dll.

WHEEL LOADER

WHEEL LOADER

TRACK TYPE LOADER Kegunaan hampir sama dengan Wheel Loader, namun daerah operasinya berbeda. Alat ini lebih banyak digunakan pada daerah permukaan tanahnya jelak, licin, berlumpur, traksinya kecil dll.

TRACK TYPE LOADER

WHEEL TRACTOR SCRAPER Merupakan alat besar yang lebih serba guna dan beroda ban. Terdiri dari 2 jenis : - Towed Scraper (tidak bermesin) - Motor Scraper (bermesin) Fungsi utama : - Memotong - Memuat (keperluan sendiri) - Menghamparkan (dengan ketebalan merata)

WHEEL TRACTOR SCRAPER

WHEEL TRACTOR SCRAPER

WHEEL TRACTOR SCRAPER

DUMP TRUCK Merupakan alat besar yang digunakan sebagai alat angkut jarak jauh.

DUMP TRUCK

DUMP TRUCK

MOTOR GRADER Merupakan alat besar yang digunakan sebagai alat pembentuk permukaan. Fungsi utama : - Meratakan permukaan tanah - Menghaluskan permukaan - Menggusur - Membersihkan lereng - Membuat saluran berbentuk “V” - dll.

MOTOR GRADER

COMPACTOR / ROLLER Compactor : alat pemadatan. Roller : alat penggilas. Kedua jenis alat yang memiliki fungsi sama, sebagai alat pemadatan.

JENIS COMPACTOR / ROLLER Three Wheel Roller

JENIS COMPACTOR / ROLLER Pneumatic Roller

JENIS COMPACTOR / ROLLER Soil Compactor

JENIS COMPACTOR / ROLLER Landfill Compactor

JENIS COMPACTOR / ROLLER Sheepfoot Roller

JENIS COMPACTOR / ROLLER Vibratory Roller

JENIS COMPACTOR / ROLLER Asphalt Compactor

BEBERAPA ALAT KONSTRUKSI LAINNYA Stone Crusher

BEBERAPA ALAT KONSTRUKSI LAINNYA Pile Driver

BEBERAPA ALAT KONSTRUKSI LAINNYA Tower Crane