Pemindahan Tanah Mekanis Dan Alat Berat

PEMINDAHAN TANAH MEKANIS / ALAT BERAT

Oleh :
Peri Yanto
Nim: 2011 31 052

PRORAGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL-KAMAL

PENDAHULUAN

Pelaksanaan

pekerjaan

yang

bersifat

berulang-ulang

(repetive work) dengan efektif dan efisien sangat dibutuhkan
pada pelaksanaan konstruksi. Untuk itu diperlukan analisis secar
detail sebelum dilakukan pembuatan schedule pelaksanaan.
Biaya dan waktu yang dapat dihemat secara berulang-ulang akan
menjadi bagian yang tidak dapat dipisahkan dari penggunaan
Multiple Activity Chart (MAC). Chart ini merupakan modifikasi dari
Bar Chart di mana skala waktunya menjadi lebih pendek
biasanya

dalam

detik,

menit

ataupun

jam.

Sedangkan

kegiatannya merupakan kegiatan dari sumber daya yang dapat
berupa alat dan/atau manusia secara bersama.
Penggunaan alat yang idle atau pun tenaga kerja yang
tidak efisien dapat dianalisis sehingga didapatkan suatu keadaan
yang optimum di mana peralatan dengan harga sewa yang tinggi
penggunaannya dapat diutilisasi secara penuh.

DASAR - DASAR PEMIDAHAN
TANAH MEKANIS
A.

Sifat-Sifat dan Jenis Tanah
Material yang ada di alam pada umumnya tidak homogen,

tetapi merupakan material campuran. Material juga bervariasi
dari jenis material yang berpori sampai 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 dipakai

merupakan hal yang perlu diperhatikan.
Material terdiri dari tiga unsur yaitu air, udara, dan tanah.
Hubungan dari kegiatan unsure tersebut dinyatakan seperti
gambar dibawah ini.

Udara
Hubungan
volume adalah :
γ=

Air
Partikel padat

antara berat dan

W (Wa+Ww +Ws)
=
V
(Va+Vw +Vs)

W adalah berat total,Wa adalah berat udara, Ww adalah berat
air,Ws adalah berat tanah.
ααV adalah volume total , Va adalah volume udara, Vw adalah
volume air dan Vs adalah volume tanah.
1.

Berat jenis kering

Ws
Ws
γ
=
=
V ( Va+Vs+Vw ) ( 1+ω )
Kadar air ( ω ¿

γ d=
2.
ω=

Ww
Ws
Material ditempat asalnya disebut material asli atau

material in-situ atau bank material. Bila suatu bagian material
akan dipindahkan maka volume material yang dipindahkan
tersebut akan berubah menjadi lebih besar daripada volume
materiall di tempat aslinya. Material yang dipindahkan tersebut
disebut dengan material lepas atau loose material. Demikian
pula jika material yang telah dipindahkan kemudian dipadatkan
maka volume material akan menyusut. Material yang telah
dipadatkan disebut sebagai material padat atau compacted
material.

Volume tanah asli atau material yang masih di tempat aslinya
biasanya diberi satuan bank cubic meters (bcm) atau bank cubic
yard

(bcy).

Material

yang

di

pindahkan

atau

mengaami

perubahan bentuk, seperti batuan yang diledakan, umumnya

dinamakan loose material (tanah atau loose cubic yard (ICY).
Sedangkan material yang di padatkan atau disebut dengan
compacted material, volumenya diberi satuan compacted cubic
meters (ccm) atau compcted cubic yard (ccy).
Volume material pada umumnya akan meningkat saat
digali. Penigkatan volume diakibatkan oleh lepasnya ikatan antar

partikel tanah yang kemudian diisi udara. Perubahan volume ini
disebut dengan pengembangan (swell). Hubungan antara kondisi
tanah asli dengan tanah lepas ditentukan oleh faktor pemuatan
atau atau swell persentase load faktor (LF) dan persentase
pengembangan
bermanfaat

atau

dalam

swell

persentase

perhitungan

volue

(Sw).

material

LF
yang

sangat
akan

diangkut dari suatu tempat misalnya quarry. Rumud yang dipakai
adalah :
LF =

1
1+ Sw

LF =

Vb
Vi

Pada rumus diatas Vi adalah volume lepas (satuan; Icm, Icy), Vb
adalah

volume

asli

(satuan;

bcm,bcy).

Nilai

persentasae

pengembangan dapat diperoleh dari:
Sw =

−1 ) x 100

( Wb
Wi

Sementara itu, pada saat material dipadatkan, udara di dorong
keluar dari ruang kosong antara partikel tanah. Akibatnya tanah
memenuhi volume lebih kecil dari saat kondisi asli maupun lepas.
Hal ini disebut dengan penyusutan (shrinkage). Hubungan antar
kondisi tanah asli dengan tanah yang dipdatkan ditentukan oleh
faktor penyusutan atau shrinkage factor (SF) dan persentase

penyusutan

atau

shrinkage

percentase

(Sh).

Rumus

yang

menghubungkan kedua kondisi tersebut adalah:
SF= 1-Sh
SF=

Vc
Vb

Vc merupakan volume padat (satuan,; ccm, ccy). Nilai

Sh di

dapat dari:
Sh=( 1−

Wb
¿ x 100
Wc

jenis tanah

persentase

Faktor

mengembang

Pemuatan

(%)
Lempung kering
35
Lempung basah
35
Tanah Kering
25
Tanah basah
25
Tanah dan kerikil
20
Kerikil kering
12
Kerikil basah
14
Batu kapur
60
Batu hasil peledakan
60
pasir kering
15
pasir basah
15
batuan sedimen
40
Tabel 3.1. s dan LF untuk beberapa jenis

0,74
0,74
0,80
0,80
0,83
0,89
0,88
0,63
0,63
0,87
0,87
0,71
tanah

(sumber : Construcsion Planning, Eqipment and Methode,1996)

contoh 3.1:

jika sebanyak 2000 bcm tanah kering dipindahkan maka berapa
volume tanah tersebut dalam kondisi lepas? Berapa volume
tanah tersebut dalam kondisi padat jika Sh=10%?
Jawab:
Sw= 25%=0,25
1
2000
=
1=0,25
Vl
Vi

=2500 Icm

1-0,1 =

Vc
2000

Vc = 1800ccm

B.

Waktu Siklus
Siklus kerja dalam pemindahan material merupakan suatu

kegiatan yang dilakukan berulang. Pekerjaaan utama di dalam
keoiatan

tersebut

adalah

menggali,

memuat,

memindahkan,membongkar muatan dan kembali kegiatan awal.
Semua kegiatan tersebut dapat dilakukan oleh satu alat atau
oleh beberapa alat.
Waktu yang diperlikan dalam kegiatan siklus di atas
tersebut adalah siklus atau cycle time (CT).waktu siklus terdiri
dari beberapa unsure. Pertama adalah waktu muat atau loading
time (LT). waktu muat merupakan waktu yang dibutuhkan oleh
suatu alat angkut tersebut. Nilai LT dapat alat angkut sesuai
dengan kapasitas alat angkut tersebut. Nilai LT dapat ditentukan
walaupun

tergantung

dari

jenis

tanah,

ukuran

unit

pengangkut(blade,bowlHaul->Unload->Return.

Compactor=Number of passing (jumlah lintasan)
3. Biaya penyelesaian tanggul (Embankment)
-Production rate dari scraper =
1
cycle time

x capacity x efficienci cycle timex faktor

heaped capacity=16,8 m3
=18,8 x 147,5=24786,72 kg
>max pay load
Gunakan kapasitas=22,680 kg
Kapasitas volume=22,680/1.4754=15,37m3
Cycle time=haul+return+fixed
time
=1/20x60+1/40x60+3,5
=8 menit
Operating factor= 49 menit/jam
=49x100%
60
Factor diestimasi= 1
Productian dari scraper=
=60 x15,37x49 x 100 x 1
8

60

=94,14 m3/jam
Production rate dari compactor
=Kecepatan rata-rataxlebar drumxtebal lapisanxefficeincy
Numberofpasing
=4000 x 2 x 0,2 x 0,85 = 170 m3/jam

8
Dari hasil perhitingan producton rate,ternyata kapasitas
ditentukan oleh kemampuan dari scraper yaitu 94,14 m3/jam
Volume embankment=25.200m3(compacted)
Volumeloose=(1 +Sw) Vc
1-Sh
=(1 +0,22) 25.200
1-0.16
= 36,600m3
Waktu pelaksanaan= 36.600 =388,80 jam
94,14
Jam kerja = 8 jam/hari
Jadi waktu pelaksanaan= 388,80 =48,6 hari
8
= 49 hari kerja
Hire rate dari scraper
(plant + operator) dan solar =Rp.650.000,-/jam
Operating cost dari compactor
(plant + operator)

=Rp.200.000,-/jam

Jadi biaya yang diperlukan untuk menyelesaikan embankment
dalam waktu 49 hari
=49 x 8 x Rp(650.000,- + 200.000,-)
=Rp.333.200.000,4.

Model dari pemindahan tanah mekanis dengan
menggunakan excapatur,dump truck,doaer dan compactor
sebagai basic equipment fleet.

5. Production rate dari
-Compactor = 170m3/jam
-Dozer
Cycle time

= 5x60 = 5x60 +0,3
2000

6000

=0,5 menit
Operating factor=0,78
Blade size
Pruction rate

=3m lebarx 1m tinggi
=60x0,78x1x3x0,75
0,5
=210,6m3/jam

-Dump truck

Cycle time

=1

x60=1

45
Heap capacity

60+4,2

60

=12m3
=12x1475=17700 kg

Gunakan kapasitas

= max aay load
=17 ton

Volume loose

=17.000 =11,525m3
=1,475

Operating factor

=83%

Production rate

=60

x11,252x0,83

6,533
=87,85m3/jam
-Excavator-Loader
Cycle time

=4+3+3+2=12 detik
=0,2 menit

Shopel capacity

=0,6 m3

Fill factor

=80%

Swing factor

=65%

Job condition faktor

=85%

Production rate

=60x6,0x0,8x0,96x0,85
0,2
=117,5 m3/jam

Jadi dari modal diatas didapatkan pruduction rate dari dump
truck yang menentukan=87,85m3/jam
Volume loose dati embankment=36.600m3
Waktu pelaksanaan=36,600=416,62 jam

87,85
=416,62
8
=52 hari
Target schdule=50 + 5 hari
Hire rate truck

=Rp.100.000,-/jam

Hire rate excavator

=Rp.200.000,-/jam

Hire rate dozer

=Rp.250.000,-/jam

Hire rate cpmpactor

=Rp.200.000,-/jam

Jadi biaya penyelesaian embangment
=52x8(Rp.100.000,-+Rp.200.000,-+Rp.250.000,-+Rp.200.000,-)
=Rp.312.000.000,Alternatif lain dengan menambah dumptruck menjadi 2.
Production rate dari truck=2x87.85
=175.7m3/jam
Yang menentukan dari production dari rate dari
excavator=117.5m3/jam
Waktu penyelesaian

=36.600
=117.5 x 8
=39 hari

Lebih cepat dari waktu yang dibutuhkan
Biaya pelaksanaan=39x8(Rp.2,100.ooo,-RP.200.000,Rp.205.000,-+Rp.200.000,=Rp.265.200.000.Kesimpulan

Biaya pembuatan tanggul akan sangat tergantung dari
pemilih penggunaan alat sebagai armada utaman.Oleh krena
itu,kapasitas produksi dan biaya seaa untuk alat perlu dianalisis
sehingga ultilasisai secara maxsimum dari alat dengan harga
sewa yang tinggi dapat dicapai.
Fleet (Armada)
Adalah salah satu group/sekelompok alat yang bekerja secara
bersama-sama ataupun etafet dalam melaksanakan suatu
pekerjaan.
Mia:
Dalam
melaksanakan
pekerjaan
galian
timbunan,dimana
digunakan
dozer,loader,dumtruck
compactor. Disini alat-alat ini disebut armada.

dan
dan

Pemilihan alat dalam membentuk armada
Ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam
membentuk suatu armada yang antara lain seperti tersebut
dibawah ini :
1. Alat harus mempunyai fungsi yang saling melengkapi dan
sesuai dengan proses dari pekerjaan yang dilaksanakan.
2. Alat
harus
sesuai
dengan
material
yang
akan
diangkut/dikerjakan.
Proses yang sama dengan material berbeda akan
memerlukan alat yang berbeda pula.
Jenia material akan dibatasi alternatif dari pemilihan jenis
alat.
Pada pekerjaan yang besar,penggunaaan alat khusus untuk
material yang khusus akan sangat efektif.
3. Alat harus mampu menyelesaikan target produksi yang
akan dicapai .
Bila kemampuan alat jauh melenihi target produksi yang
hendak dicapai,perlu diperhitungkan idle time.
Hire rate dozer (plant + operator)=Rp.65.000,-/jam
Operating cost compactor (plant+operator)=Rp.75.000,-/jam
Termasuk owning cost.
Jadi biaya penyelesaian embankment
=52x8(Rp.20.000,-+Rp.75.000,-+Rp.65.000,-+Rp.75.000,-)

=Rp.97.760.000,Alternatif lain dengan menambah dumptruck menjadi 2.
Production rate dari truck

=2 x 87.85 = 175,7 m3/jam

Yang menentukan production rate dari exavator= 117.5m3/jam
Waktu penyelesaian=

36.600
117,5x8
=39 hari

Lebih cepat dari waktu yang ditentukan.
Biaya pelaksanaan
=39x8x(Rp.2x20.000+Rp.75.000+Rp.65.000+Rp.75.000)
=Rp.79.560.000,Pemilihan lokasi stockpile akan sangat mempengaruhi hasil
produksi,sehingga pertimbangan optimal akan sangat
berpengaruh.
4. Keselamatan kerja dan kelestarian lingkungan hidup harus
di
segi ekonominya.
5. Kondisi lokasi proyek
Termasuk antara lain :
-Tracktion
-Rolling resistance
-Grade resistance
-Altitude
-Temperatur
-Kecepatan angun
-Curah hujan
-Slope stability
6. Pada proyek-proyek yang besar diperlukan penyelidikan
keamanan
keadaan
lokasi
dan
kemungkinan-

kemungkinannya yang memperbaiki kondisi tersebut
sebelum pekerjaan dimulai.
7. Dapat diandalkannya alat utama(Reliability of critical
plant).Hal tersebut perlu dianalisa agar supaya kemajuan
proyek tidak hanya tergantung dari alat tersebut ataupun
operator tertentu.Pada keadaan tertentu penggunaan alat
utama lebih dari satu,dengan kapasitas yang lebih kecil
akan lebih baik.
Tersedianya spare part,operator,mechanic dan fasilitas
perbengkelan adalah merupakan bagian yang tidak dapat
dipisahkan dari keandalan alat-alat tersebut.
Kemampuan operator yang beraneka ragam, dan alat-alat
berat yang dapat digunakan untuk berbagai jenis
pekerjaan,akan
menambah
kemungkinan
dapat
diandalkannya alat tersebut.
8. Alat harus diuji kemampuan produksinya sehingga estimasi
perhitungan dapat didapatkan dengan tepat.
Secara umum :
-Semakin baik kondisi
penyimpangannya.

alat

akan

semakin

kecil

pula

-Alat khusu akan mendapatkan hasil yang lebih baik dengan
biaya yang relatif lebih kecil.
Dengan pertimbangan hal-hal tersebut diatas,diharapkan
tujuan proyek dapat dicapai yang antara lain : biaya yang
murah,waktu pelaksanaan yang singkat,kwalitas sesuai yang
disyaratkan.
Lay out
Pekerjaan pembuatan tanggul
Gambar

Soal
Suatu tanggul dari tanah dengan ukuran 25.200 m3 tanah padat
(compacted volume) akan dilaksanakan dalam waktu 50 + 5 hari
kerja (dianggap 8 hari kerja/hari)
Spesifikasi yang disyaratkan dan alat-alat yang tersedia seperti
tersebut dibawah ini :
Spesifikasi :
a. Tanah urug :
-Bank density=18000 kg/m3
-Swell factor=22%
-Sharinkge factor=16%
-Lokasi galian rata-rata berjarak 1km dari lokasi tibunan.
b. P
Timbunan harus dipadatkanpada setiap ketebalan 20cm
tanah lepas dengan 8kali dilalui compactor 20 ton untuk
setiap lapisannya.
Alat yang tersedia
a. Scraper cat 623B dengan :
Kapasitas munjung(Heaped capacity)
=16,88 m3
Daya angkut max (Max pay load)
=22.680kg
Kecepatan angkut rata-rata(Haul speed) =20km/jam
Kecepatan waktu kosong rata-rata
=40km/jam
Fixed time
=3,5 menit
Operating factor
=49menit/jam
Ongkos sewa(Hire rate termasuk operator)
=Rp.180.000/jam
b. Sejumlah dumotruck dengan :
Kapasitas munjung
=12m3
Daya angkut max
=17 ton
Haul speed
=45km/jam
Kecepatan rata-rata waktu kosong
=60km/jam
Fixed time
=4,2 menit
Operating factor
=85%

Hire rate(truck+operator)
=Rp.20.000/jam
c. Excavator-Loader dengan :
Loading time
=4 detik
Swing loaded
=3 detik
Dump time
=3 detik
Swing empty
=2 detik
Shopel capacity
=0,6 m3
Fill factor
=80%
Swing factor
=96%
Job condition factor
=85%
Hire rate(plant+operator)
=Ro.75.000/jam
d. Dozer dengan :
Blade size
=3m x 1m
Spillage(tercecer)
=25%
Jarak gugus rata-rata(average pushing distance)=5 m
Kecepatan dorong(pushing speed)
=2km/jam
Kecepatan kembali
=6km/jam
Fixed time
=0,3 menit
Operating factor
=78%
Hire rate(plant+operator)
=Rp.65.000/jam
e. Compactor dengan :
Lebar drum
=2 m
Jumlah drum
=2 buah
Berat setiap drum
=10 ton
Kecepatan rata-rata
=4km/jam
Operating efficiency
=85%
Operating cost(operator+plant)
=Rp.75.000/jam
Hitung /tentukan :
1. -Kepadatan tanah lepas(Loose density)kg/m3
-Kepadatan
tanah
density)kg/m3

yang

dipadatkan(Compacted

2. Model
dari
proses
pemindahan
tanah
dengan
menggunakan scraper dan compactor sebagai alat utama
dalam armada(basic equipment fleet)
3. Biaya untuk penyelesaian tanggul dengan dasar scraper
dan compactor sebagai alat utama berdasar model no.2
4. Model
dari
proses
pemindahan
tanah
dengan
menggunakan:
Excavator –loader
Truck
Dozer dan
Compactor sebagai armada.

5. Biaya yang diperlukan untuk pekerjaan tanggul berdasar
pada model no.4.
Jawab
Bank density Jb=1800kg/m3
Swing factor Sw=22%
Sharinkage factor Sh=16%
Compacted density
Jl=Jb

=1800
1-Sh

=1475,40kg/m3

1+0,22

Model pemindahan tanah mekanis dengan menggunakan scraper
dan compactor sebagai armada peralatan utama(basic
equipment fleet)
Cycle time,
Scraper =Load->Haul->Unload->Return
Compactor= Number of passing(Jumlah lintasan)
Biaya penyelesaian embankment
-Pruction rate dari scraper =
1

x Capacity x Efficiency x Factor

Cycle time
*Heaped capacity =16,8 m3
=16,8x147,5=24786,72 kg
>Max pay load
Gunakan kapasitas=22.680 kg
*Kapasitas volume=22.680=15,37m3
1,4754
*Ciyle time

=haul + return + fixed time

=1/20x60+1/40x60+3,5
= 8 menit
*Operating factor =49 menit/jam
=49 x100%
60
Factor diestimasi= 1
*Production rate dari compactor
=kecepatan rata-rata x lebar drum x tebal lapisan x efficiency
Number of passing
=4000 x 2 x 0,2 x 0,85 = 170m3/jam
Dari hasil perhitungan production rate,ternyata kapasitas
ditentukan oleh kemampuan dari scraper yaitu 94,14m3/jam’
Volume embankment=25.200 m3 (compacted)
*Volume loose = (1 + Sw) Vc
1-Sh
=(1 + 0,22) 25.200
1-0,16
=36.600m3
*Claration=36.600 = 388.80 jam
94,14
Jam kerja =8 hari/jam
Jadi waktu pelaksanaan=388,80= 48,6 hari
8
= 49 hari kerja
Hire rate dari scraper (plant+operator)=Rp.180.000,-/jam

Operating cost dari compactor (plant + operator)=
Rp.75.000,-/jam
Jadi biaya yang diperlukan untuk menyelesaikan embankment
dalam waktu 49 hari
=49 x 8 x Rp(180.000,- + 75.000,-)
=Rp.99.960.000,-

4.Model dari pemindahan tanah mekanis dengan
menggunakan excavator,dump truck,dozer dan
compactor sebagai basic equipment fleet.

5.Production rate dari compactor=170m3/jam
-Dozer
Cycle time=5x60

+ 5x60

2000m/jam

+ 0,3
6000m/jam

= 0,5 menit
Operating factor = 0,78
Blade size =3m lebar x 1m tinggi
Production rate= 60

x 0,78 x 1 x 3 x 0,75
0,5
=210,6m3/jam

-dump truck
Cycle time

=1
45

x 60 + 1
60

x 60 + 4,2

=6,533 menit
Heap capacity

=12 m3
=12 x 1475A=17.700 kg
>17 ton

Gunakan kapasitas

=max pay load
= 17 ton

Volume loose

= 17.000 = 11,525 m3

Operating factor

= 83%

Productiun rate

= 60 x 0,6 x 0,8 x0,96 x 0,85
0,2
=117,5 m3/jam

-Excavator – loader
Cycle time

=4 + 3 + 3 + 2

=12 detik

=0,2 menit
Shovel capacity

= 0,6 m3

Fill factor

=80%

Swing factor

=96%

Job cindition factor

=85%

Production rate

=60x0,6x0,8x0,96x0,85
0,2
=117,5 m3/jam

Jadi dari model diatas didapatkan production rate dari
drumptruck yang menentukan=87,85 m3/jam
Volume loose dari embankment=36.600 m3
Waktu pelaksanaan
jam

=

36.600 =416,62

87,85
=

416,62
8

=52 hari
Target schedule=50 + 5 hari
Hire rate truck termasuk operator
Hire rate excavator (plant+operator)

=Rp.20.000,-/jam
=Rp.75.000,-/jam