99090377 perhitungan volume galian tanah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Perbandingan Ketelitian Perhitungan Volume Galian Menggunakan

Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Galian dan Timbunan

Galian dan timbunan atau yang lebih dikenal oleh orang-orang

lapangan dengan Cut and Fill adalah bagian yang sangat penting baik pada

pekerjaan pembuatan jalan,bendungan, bangunan, dan reklamasi. Galian dan

timbunan dapat diperoleh dari peta situasi yang dilengkapi dengan garis -

garis kontur atau diperoleh langsung dari lapangan melalui pengukuran sipat

datar profil melintang sepanjang jalur proyek atau bangunan. Perhitungan

galian dan timbunan dapat dilakukan dengan menggunakan peta situasi

dengan metode penggambaran profil melintang sepanjang jalur proyek atau

metode grid-grid (griding) yang meninjau galian dan timbunan dari tampak

atas dan menghitung selisih tinggi garis kontur terhadap ketinggian proyek

ditempat perpotongan garis kontur dengan garis proyek.

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.

Teknologi pengukuran dan pemetaan yang digunakan saat ini sudah

sangat demikian berkembang. Survei lapangan dapat diperoleh secara cepat

dan tepat menggunakan perlatan Total Station atau GPS (Global Positioning

System) dan diikuti oleh sistem perekaman data yang dapat langsung diolah

oleh komputer dan dengan menggunakan berbagai macam perangkat lunak

CAD dapat langsung disajikan.




II.2. Volume

Dalam survei rekayasa, penentuan volume tanah adalah suatu hal

yang sangat lazim. Seperti halnya pada perencanaan pondasi, galian dan

timbunan pada rencana irigasi, jalan raya, jalan kereta api, penanggulangan

sepanjang aliran sungai, perhitungan volume tubuh bendung, dan lain-lain,

tanah harus digali dan dibuang ke tempat lain atau sebaliknya. Semua

kegiatan menggali, mengangkut dan menimbun serta memadatkannya

memerlukan biaya yang cukup besar. Biaya tersebut dapat dirancang apabila

perencanaan dapat menghitung terlebih dahulu berapa volume tubuh tanah

yang dibutuhkan atau harus dibuang.

Pada dasarnya penentuan volume tubuh tanah dapat dilakukan dengan

3 metode yaitu:

a. Metode irisan melintang (cross section).

b. Metode Borrow Pit/ Spot Level.

c. Metode Kontur.

Masing-masing metode di atas akan dijelaskan lebih lanjut pada sub

bab di bawah ini.

a. Metode irisan melintang (cross section)

Irisan melintang diambil tegak lurus terhadap sumbu proyek

dengan interval jarak tertentu dalam metode ini. Metode ini cocok

digunakan untuk pekerjaan yang bersifat memanjang seperti perencanaan

jalan raya, jalan kereta api, saluran, penanggulan sungai, penggalian pipa

dan lain-lain. Cara penentuan volume dengan metode melintang di bagi

menjadi beberapa metode yaitu:

1) Metode potongan melintang rata-rata

Dalam rumus ini volume didapat dengan mengalikan luas rata-

rata dari irisan yang ada dengan jarak antara irisan awal dan akhir.




Apabila irisan-irisan tersebut A1, A2, A3,.. An-1, An dan jarak

antara irisan A1 ke An = L maka:

(

)

2) Metode jarak rata-rata

Metode ini digunakan untuk perhitungan volume yang memiliki

tampang irisan yang hampir sama antara A1, A2, A3,.. An-1, An

dengan jarak irisan yang berbeda-beda yang dinyatakan dengan L1, L2,

L3 dan seterusnya. Rumus perhitungan volumenya dinyatakan dengan

persamaan:

(

)

3) Metode Prismoida

Metode ini adalah metode yang paling baik di antara metode-

metode yang lain. Prisma adalah sebuah bangun yang bidang sisi-

sisinya berupa bidang datar, sedangkan bidang alas dan atasnya sejajar.

Rumus prismoida dinyatakan dengan persamaan:

( )

Dengan h adalah tinggi prisma, A1 dan A2 adalah luas alas dan

atas, dan AM adalah luas penampang tengah yang diperoleh dari:




b. Metode Borrow Pit/ Spot Level

Metode ini banyak dipakai pada pekerjaan penggalian yang besar

dan luas. Pelaksanaanya di lapangan meliputi pembuatan jarring-jaring

grid yang berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang dengan

panjang sisi yang tertentu, misal 10 meter, 15 meter atau yang lain. Titik-

titik grid di lapangan ditandai dengan patok kayu, kemudian diadakan

pengukuran sipat datar untuk mengetahui ketinggian setiap patok.

Selisih tinggi untuk setiap patok dapat dihitung apabila penggalian

akan dikerjakan hingga pada level yang tertentu, atau apabila penggalian

dilakukan terlebih dahulu baru dihitung volume tanah yang telah digali,

maka setelah penggalian dilakukan pengukuran sipat datar lagi pada patok-

patok tersebut untuk mengetahui kedalaman penggalian di setiap patok.

Dari selisih-selisih ketinggian tersebut kemudian dihitung volumenya

dengan rumus prismoida dengan alas prisma berupa empat persegi panjang

atau segitiga, sedangkan tinggi prisma di ambil dari rata-rata dalamnya

penggalian di titik-titik grid.

c. Metode Kontur

Garis kontur pada peta adalah garis-garis yang menghubungkan

tempat-tempat yang sama tinggi sehingga bidang yang terbentuk oleh

sebuah garis kontur akan berupa bidang datar. Apabila kita mempunyai

peta yang bergaris kontur, maka volumenya dapat dihitung sebagaimana

menghitung volume pada peta yang memiliki penampang melintang. Luas

setiap penampang di sini adalah luasan yang dibatasi oleh suatu garis

kontur, sedangkan tinggi atau jarak antar penampang adalah besarnya

interval garis kontur, yaitu beda harga antara dua garis kontur yang

berurutan.

Penentuan luas dengan metode ini dilakukan dengan cara

planimeter karena bangun atau bidang yang dibatasi oleh sebuah garis

kontur bentuknya tidak teratur. Volumenya dapat dihitung dengan rumus




end area untuk setiap dua buah tampang yang berurutan, rusmus

prismoida untuk tiga buah tampang, atau rumus simpson untuk tampang

yang banyak.

II.3. Luas Penampang Cross section

Volume tanah antara dua penampang cross section dapat dihitung

apabila luas dari tampang-tampang tersebut diketahui terlebih dahulu. Luas

konstruksi yang bersifat memanjang dengan bentuk tampang yang seragam

dan lebar formasi serta kemiringan sisi galian yang konstan dapat ditentukan

dengan rumus-rumus yang telah disederhanakan sehingga perhitungannya

lebih mudah dan cepat.

Rumus-rumus perhitungan luas di bawah ini telah disesuaikan dengan

kemungkinan-kemungkinan bentuk tampang yang terjadi di lapangan, dengan

kondisi cross section memiliki penampang yang sederhana.

a. One level section

Gambar 2.1 Penampang One Level Section

Apabila melihat gambar penampang cross section seperti di atas dengan

keterangan :

b = lebar formasi

w = lebar sisi dari perpotongan sumbu sampai perpotongan tanah asli

dengan sisi galian

AC = 2w = b + 2mh

b/2 b/2

1:m 1:m

C A W W

B

h




(

)

( )

b. Two Level Section

Pada kasus ini permukaan tanah asli mirirng terhadap arah sumbu

proyek sehingga lebar sisi dari titik sumbu menjadi tidak sama.

Gambar 2.2 Penampang Two Level Section

Dari gambar di atas dapat diketahui bahwa

merupakan

beda tinggi antara titik B dan C karena kemiringan tanah asli 1:k

sepanjang jarak w1, demikian pula

sehingga dapat diturunkan

sehingga memperoleh persamaan:

(

) (

)

(

) (

)

G

F E

D

A1

C

B

A

C1 w1

w2




Luas tampang galian adalah bidang ACFDA yang dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan rumus sebagai berikut:

Luas = Luas BCG + Luas ABG Luas DFG

(

) (

)

= (

) ( )

=

{(

) ( )

}

c. Three Level Section/Variable Level

Penampang jenis tanah ini memiliki kemiringan tanah asli 1:k dan

1:l. Rumus untuk lebar sisi pada penampang jenis ini dinyatakan dengan

persamaan berikut ini:

(

) (

)

(

) (

)

Apabila BA menurun dari garis sumbu maka persamaan w2

berubah menjadi

(

) (

)

Dari persamaan-persamaan di atas maka rumus untuk luas

penampang Three Level Section/Variable Level adalah sebagai berikut:

Luas (

) (

)

= (

) ( )

=

{(

) ( )

}




Metode-metode perhitungan luas penampang cross section di atas

hanya bisa digunakan untuk penampang dengan bentuk yang beraturan,

sedangkan penampang cross section dengan bentuk yang lebih rumit dapat

dihitung luasnya dengan menggunakan metode koordinat yang akan

dijelaskan di bawah ini.

d. Metode Koordinat

Gambar 2.3 Perhitungan Luas dengan Cara Koordinat

Luas bidang 12341 dapat dicari dengan menggunakan koordinat

dari masing-masing titik yang persamaan rumusnya dinyatakan dengan:

Luas 12341 ( [ ] [ ] [ ]

[ ])

Atau ( [ ])

Cara lain untuk 2 kali luas adalah:

( ) ( )

Atau dapat juga dinyatakan sebagai berikut:

y

2

3

4

1

x




Persamaan di atas dapat diperbanyak sesuai dengan titik detail

penampang cross section yang ada di lapangan dan jumlahkan semua

hasilnya. Pada penampang-penampang yang hanya terdiri dari galian saja

atau timbunan saja maka sumbu proyek dijadikan sebagai center line

untuk perhitungan. Biasanya hasil perhitungan akan bernilai positif untuk

galian dan negatif untuk timbunan.

II.4. Software 3D Civil Project

Software 3D Civil Project adalah software yang dapat digunakan

untuk pembuatan model permukaan tanah pada berbagai macam pekerjaan

survei. Manfaat-manfaat yang dapat diberikan oleh Software 3D Civil Project

antara lain sebagai berikut:

a. Meningkatan produktivitas drafting. Model yang dihasilkan oleh Software

3D Civil Project bersifat dinamis dan dapat dirubah sewaktu-waktu,

karena dokumentasi data dan desain terhubung secara langsung, sehingga

apabila terjadi perubahan data maka model akan langsung menyesuaikan

tanpa harus mengulang penggambaran dari awal.

b. Meningkatkan kualitas desain dan dokumentasi pekerjaan. Drafter dapat

menentukan standar kesalahan sehingga kualitas desain akan meningkat

dan dokumentasi pekerjaan akan memiliki kualitas yang lebih konsisten.

c. Fleksibel dan dapat digunakan untuk berbagai jenis pekerjaan. Software

3D Civil Project dapat digunakan pada berbagai jenis pekerjaan antara lain

pekerjaan pembangunan jalan, bendungan, gedung dan sebagainya.

Pada penelitian kali ini Software 3D Civil Project digunakan untuk

perhitungan volume galian. Perhitungan volume dengan menggunakan

Software 3D Civil Project pada dasarnya menggunakan data koordinat dan

tinggi yang dapat diperoleh dari gambar kontur, peta situasi atau penampang

cross section. Tahap-tahap perhitungan volume dengan menggunakan

Software 3D Civil Project akan dijelaskan lebih lanjut di bawah ini.




a. Konversi Data

Data yang dapat digunakan sebagai data acuan untuk menghitung

perubahan volume dari data terdahulu dengan data sekarang harus

berformat .XML jadi data gambar yang berformat .dwg harus dikonversi

terlebih dahulu.

b. Pengimporan titik

Sebelum kita melakukan pekerjaan menghitung volume suatu

surface, terlebih dahulu kita memasukkan titik-titik yang telah didapatkan

dari kegiatan pengukuran di lapangan.

c. Pembuatan dan Pengamatan Surface

Surface adalah sekumpulan koordinat titik 3D yang mewakili suatu

permukaan fisik, yang dapat berwujud titik acak semata atau dapat

dibentuk segitiga-segitiga, raster (grid) atau dapat juga membentuk pola

garis kontur (Edi Prahasta:2008). Surface yang harus dibuat adalah surface

permukaan tanah asli dan surface hasil galian.

d. Perhitungan Volume Galian

Perhitungan volume galian dapat dilakukan dengan

membandingkan antara surface permukaan tanah asli dan surface hasil

galian yang telah dibuat pada tahap sebelumnya.

99090377 perhitungan volume galian tanah

Documents