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. Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 1
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 ratarata dari irisan yang ada dengan jarak antara irisan awal dan akhir. Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 2
Apabila irisan-irisan tersebut A 1, A 2, A 3,.. A n-1, A n dan jarak antara irisan A 1 ke A n = L maka: ( ) 2) Metode jarak rata-rata Metode ini digunakan untuk perhitungan volume yang memiliki tampang irisan yang hampir sama antara A 1, A 2, A 3,.. A n-1, A n dengan jarak irisan yang berbeda-beda yang dinyatakan dengan L 1, L 2, L 3 dan seterusnya. Rumus perhitungan volumenya dinyatakan dengan persamaan: ( ) 3) Metode Prismoida Metode ini adalah metode yang paling baik di antara metodemetode yang lain. Prisma adalah sebuah bangun yang bidang sisisisinya 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: Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 3
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. Titiktitik 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 patokpatok 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 Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 4
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 A W W C B 1:m h 1:m b/2 b/2 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 Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 5
( ) ( ) b. Two Level Section Pada kasus ini permukaan tanah asli mirirng terhadap arah sumbu proyek sehingga lebar sisi dari titik sumbu menjadi tidak sama. w2 C1 B w1 C A A1 D E F G 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: Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 6
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 Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 7
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 y 3 2 4 1 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: x Atau dapat juga dinyatakan sebagai berikut: Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 8
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. Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 9
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. Metode Cross Section dan Software 3D Civil Project II. 10