Geometrik Jalan - Cut and Fill

Perenc Perencana anaan an Geomet Geometrik rik Jalan Jalan Depa Depart rtem emen en Tekni eknik k Sipi Sipill - FTUI FTUI

Gal alii & Ti Tim mbun Diagram Masa - 2014

Topik   

Estimasi kuantitas (quantity estimates) estimates)  Kuantitas PekerjaanTanah (Earthworks Quantities)  Metoda Penampang Ujung (End-Area Method)  



2

 Susut dan Muai Inte Interp rprretas etasii Diag Diagra ram m Mass Massaa (Mas (Masss-Ha Haul ul

 Diagram Massa

hra-2014

Diagr Diagram am))

Alinemen Horisontal

3

hra-2014

Penentuan Stationing 

4

hra-2014

5

hra-2014

Estimasi Biaya • Proses perancangan jalan harus memperhitungkan kendala – 

(constraints) sebelum menentukan disain yang imbang. • Umumnya disain yang imbang diperoleh setelah beberapa kali iterasi. •   Faktor-faktor politis, ekonomi, lingkungan dan sosial juga dapat

menjadi berperan dalam tahap disain. •  Disain yang efektif diperoleh dengan berbagai metode, salah satu alat

ukurnya adalah Estimasi Biaya

6

hra-2014

7

hra-2014

Items dalam proses kuantifikasi • •   •   •   • •   • • • •   • •   •   •

8

ROW Clearing Grubbing Stripping Pek Gali di lokasi PekTimbun Erosi material Struktur drainase Material granular Perkerasan Penandaan (signing) Pencahayaan Landscape Maintenance kantor proyek proyek

hra-2014

Efek Jenis Medan thd Lokasi Rute 



 Terapkan Kriteria Disain (seperti: landai) Pekerjaan tanah diusahakan diusahakan MINIMAL dan IMBANG 



9

Rancang garis kelandaian sedekat mungkin dengan kemiringan tanah asli  Rancang garis kelandaian agar terjadi kesetimbangan andtan pekerjaan Gali dan pekerjaan pekerjaan Timbun Timbun

hra-2014

Analisa Pekerjaan Gali-Timbun 





10

 Buat potongan melintang sepanjang alinemen (misalnya 20 m)  Plot ketinggian muka tanah asli dan ketinggian profil disain (alinemen verikal), tentukan daerah gali dan daerah timbunan  Hitung volume pekerjaan tanah antara potongan melintang

hra-2014

PEKERJAAN GALIAN Diperlukan untuk:

11

a.

pembuatan saluran air dan selokan,

 b.

formasi galian atau pondasi pipa, gorong-gorong, pembuangan atau struktur lainnya,

c.

pembuangan bahan yang tak terpakai dan tanah humus

d.

pekerjaan stabilisasi lereng dan pembuangan bahan longsoran,

e.

galian bahan konstruksi dan pembuangan sisa bahan galian,

f.

pengupasan dan pembuangan bahan perkerasan beraspal pada perkerasan lama,

g.

pembentukan profil dan penampang badan jalan.

hra-2014

GALIAN BIASA 

Galian tidak digunakan sebagai bahan timbunan



Pembuangan untuk jarak lebih dari 5 km dihitung terpisah



Galian tidak digunakan untuk kepentingan kontraktor



Galian disesuaikan dengan Gambar Kerja



Perhitungan volume galian didasarkan atas segmen yang setara, VOLUME = LUAS UJUNG RATA-RATA x PANJANG SUMBU  JALAN

12

hra-2014

GALIAN BATU 

Galian yang terdiri dari bongkahan baru lebih besar dari 1 m3



Galian yang memerlukan alat pemboran



Galian yang memerlukan alat pemecah (BREAKER) bertekanan udara



Galian yang tidak dapat dibongkar dengan RIPPER DOZER, maks 15 TON (< 180 HP)

13

hra-2014

 Jenis

Pekerjaan

Galian Biasa

seluruh galian yang tidak diklasifikasi sebagai galian batu, galian struktur, galian sumber bahan (borrow excavation) dan galian perkerasan beraspal

Galian Batu

galian bongkahan batu menggunakan alat bertekanan udara atau pemboran dan peledakan

Galian Struktur

galian pada segala jenis tanah terbatas untuk galian lantai pondasi  jembatan, tembok penahan tanah, dan struktur pemikul beban lainnya. Penimbunan kembali dengan bahan yang disetujui; Pembuangan  bahan galian yang tidak terpakai; Semua keperluan drainase; Pemompaan; Penimbaan; Penurapan; Penyokong; Pembuatan tempat kerja atau cofferdam beserta pembongkarannya

Galian Perkerasan Beraspal

Galian pada perkerasan lama dan pembuangan bahan perkerasan  beraspal dengan maupun tanpa Cold Milling Machine (Mesin Pengupas Perkerasan Beraspal tanpa pemanasan).

14

hra-2014

Stripping 



15

in Cuts (not required if earth is waste, and no topsoil is required) in Fills i. under Fills 1.2 m or less in Height ii. under Fills more than 1.2 m in Height iii. in Areas to be Grubbed iv. in Swamps (not required in swamp displacement areas) v. in Areas of Pavement Widening vi. of Sideslopes Prior to Benching hra-2014

Types 



Earth Cut for Roadways, Interchanges, Detours, Side-roads, Entrances and Sidewalks Excavation for Transition Point Treatment i. Widening of Existing Roadbed ii. Excavation forWidening in Cuts iii. Excavation below Sub-grade iv. Frost Treatment v.

Earth Excavation for Ditching and Watercourse Correction i. ii.



 Swamp Excavation i. ii. iii.

16

Ditching Watercourse Correction Removal by Excavation or Gravity Displacement Excavation for Culverts Use of Geo-textiles

hra-2014

TIMBUNAN  Jenis

• Timbunan biasa • Timbunan pilihan • Timbunan pilihan diatas tanah rawa

Digunakan

• lapis penopang (capping layer) - meningkatkan daya dukung tanah dasar • memadatkan bahan yang plastis di daerah saluran air • Stabilisasi lereng atau pelebaran pekerjaan timbunan

Bahan untuk timbunan

• • •

Bahan untuk timbunan pilihan

• • •

Bahan timbunan di atas tanah rawa

17

hra-2014

Plastisitas rendah, (A-7-6 menurut AASHTO M145, CH menurut “Unified” atau Casagrande Soil Calssification System”. Uji -SNI 03-1744-1989, min CBR 6 % (rendam 4 hari) bila dipadatkan 100 % kepadatan kering maksimum (MDD) Tanah expansive dengan nilai aktif 1,25 atau derajat pengembangan (AASHTO T258) “Very High’-“Extra High” tidak digunakan bahan tanah atau batu memenuhi SNI 03-1744-1989, CBR min 10% setelah 4 hari perendaman (100% sesuai SNI 03-1742-1989). Bahan timbunan dapat berupa pasir, kerikil, atau bahan berbutir Indeks Plastisitas maksimum 6%. Jenis bahan sesuai dengan kecuraman dari lereng.

• Bahan timbunan pilihan di atas tanah rawa haruslah pasir atau kerikil atau bahan  berbutir bersih lainnya dengan Indeks Plastisitas maksimum 6%.

Timbunan 

Diukur dengan jumlah meter kubik bahan padat



Volume didasarkan atas gambar penampang melintang profil tanah asli atau profil galian sebelum timbunan dilakukan



Timbunan yang diperlukan sebagai bahan pengganti



Timbunan tambahan untuk memperbaiki pekerjaan yang tidak stabil atau gagal



Timbunan di atas tanah rawa harus memperhitungkan konsolidasi tanah asli

18

hra-2014

19

hra-2014

20

hra-2014

21

hra-2014

Galian = ?? m3

00+50

Timbunan = ?? m3 22

hra-2014

00+00

Stasiun = 0+000 Titik Awal 0+500 500m dari titik awal 5+500 5500m dari titik awal

23

hra-2014

Penempatan Stasiun Tikungan

Lurus

24

hra-2014

Methods of Calculation a.

Cross Sections

 b.   Forms c.

25

Mass Haul Diagram

hra-2014

26

hra-2014

Station 1:

Fill Area = ∑Shapes

Cut Fill

27

hra-2014

Ground line

27

V = d(A1 + A2)/2 + d(A2 + A3)/2 + d(A3 + A4)/2 + ........ + d(An-1 + An)/2 V = d[A1 + 2A2 + 2A3 + 2A4 + ......... + 2An-1 + An]/2

V =d{ [luas penampang awal + luas penampang akhir]/2 + Σ( luas penampang lainnya)] }

Prismoidal Formula "Simpson's Rule for Volumes"

Untuk prisma tegak  A1 = A2 = A3 V = A1.2d = 2A1.d = 6A1d/3,  A1 = A2 = A3 , so V = d[ A1 + 4A2 + A3]/3,

Bila satu ujung A1 = A, A2 = 0 bentuk menjadi piramida:

29

hra-2014

 A1 = 2A2 and A3 = 0

V = 1/2.A1.2d = A1.d = d[3A1]/3 V = d[A1 + 4A2 + A3]/3 V =d[(luas 1 + luas n ) + 4 Σ(luas penampang genap) + 2 ganjil)] 3 30

hra-2014

Σ

(luas penampang

Metoda Luas Penampang Ujung  



Average End Area Method -

 Asumsi: Volume antara 2 potongan melintang merupakan ratarata dari luas kedua penampang dikalikan dengan jarak potongan. V = volume (m3) A1 and A2 = luas penampang 1 & 2 (m 2) L = jarak antara potongan 1 dan 2(m)

31

hra-2014

Volume Gali-Timbun V 

  A1 + A2  =  L    2  

  A1 +  Am + A2  V  =  L  3    

A2

Am Sta 01+00 BerapaVolume?

A1 Sta 00+00

hra-2014

32

 A1  A0 L Volume = V = ½ (A0 + A1)L

• A0, A1: Luas penampang ujung (0 dan 1) • L: jarak antara potongan contoh

 A0 = 421.6 m2  A1 = 392.3 m2

L = 100 m

V = ½ (421.6 m2 + 392.3 m2)(100 m) = 40695 m 3 33

hra-2014

 A1 M  A0 L Prisma

V = L/6 (A0 + 4M + A1) • A0, A1: luas penampang 1 dan 2 • M: luas penampang tengah • L: jarak antara penampang 1 dan 2

34

hra-2014

Luas Penampang Melintang Netto:

Luas Penampang Melintang Bruto ± Luas Kupasan ± Luas Perkerasan ± Luas Penampang Lain dari Material Yang Tidak Terpakai

hra-2014

35

Susut dan Muai SUSUT  Volume tanah mengembang pada saat penggalian, susut pada saat pemadatan  Tergantung jenis tanah dan kedalaman timbunan 



MUAI  Tanah galian yang digunakan untuk penimbunan membutuhkan ruang yang lebih Koefisien Muai hingga 30% atau lebih 



36

hra-2014

Tipe Potongan

Seluruhnya Galian

SeluruhnyaTimbunan

Galian + Timbunan 37

hra-2014

Luas Potongan Perkerasan

Kupasan

Luas Penampang Melintang Netto: Luas Penampang Melintang Bruto ± Luas Kupasan ± Luas Perkerasan ± Luas Penampang Lain dari Material Yang Tidak Terpakai hra-2014

38

Luas Galian Netto: Bruto Kupasan ...... Perkerasan + ...... Subgrade Persiapan + ...... Tak Terpakai -

Netto 39

hra-2014

Luas Timbunan Netto: Bruto Kupasan + ...... Perkerasan ...... Subgrade Persiapan ...... Tak Terpakai +

Netto 40

hra-2014

= Luas potongan melintang = Jumlah titik pada pot melintang = Coordinate = Y-Coordinate

•

41

hra-2014

Contoh Koefisien susut = 10%, L = 50 m Station 1: Luas Gali = 0,6 m2 Luas Timbun = 2,9 m2

Cut

42

hra-2014

Fill

Tanah asli

Contoh Koefisien Susut = 10% Station 2: Luas Gali = 2,9 m2 Luas Timbun = 0,5 m2

Cut Fill

Tanah asli

43

hra-2014

Vcut =

L (A1cut + A2cut)

Vfill =

2 L (A1fill + A2fill) 2

=

=

50 (0,6 + 2,9) 2 50 (2,9 + 0,5)

= 87,5 m3

= 85 m3

2

Tambahan timbunan akibat susut = 85 * 0.1 = 8,5 m 3 Vol Timbun = 85 m3 + 8,5m3 = 93,5 m3 > Vol Gali Selisih pek tanah = 93,5m3 – 87,5m3 = 6 m3 (kekurangan tanah)

44

hra-2014

Luas Penampang Sta

45

Gali

Timbun Gali

1

0,6

2,9

2

2,9

0,5

hra-2014

87,5

Timbun

85

Volume Volume Neto Susut 10% Penyesuaian Gali Timbun

8,5

93,5

-6

Volume Gali-Timbun Tabulasi Data Stasiun

Jarak(m)

Bruto

15

00+00

Kupasan

3

Gali (m2) Perkerasan

5

  Subgrade

1

Tak Terpakai

Bruto

1

8

0

2

Kupasan

2.8

Timbun(m2) Perkerasan

5

Subgrade

1

100 10

01+00

Stasiun

Jarak(m)

Luas Netto (m2) Gali Timbun

18

00+00

2.9

6.8

5

2.5

5

Total (m2) Volume Netto (m3)

15+-2.5 8 10 2 2.8 3 +-5 2.9 +55 +- + 1 -+11-20

11.2

18 - 6.8 13.1 - 0.5

1

1190

100

01+00

1

13.1

0.5

12.6

hra-2014

100*(11.2+12.6)/2

46

Tak Terpakai

2

2

Mass Diagram - Diagram Masa 

47

Grafik yang menyatakan hubungan antara STA sebagai sumbu x dan volume kumulatif dari galian (cut) sebagai sumbu y positif (+) dan volume kumulatif timbunan (fill) sebagai sumbu y negatif (-)

hra-2014

Mass Diagram Stasiun

00+00 01+00 02+00 03+00 04+00 05+00

Volume Netto (m3)

1190

1190 -500

690

-780 -220 200 -90 hra-2014

-310

-110 48

Mass Diagram

690

Membuang Tanah Galian

Membutuhkan Tanah Dari Lokasi Lain Impas! 0 -110 hra-2014

49

EVALUASI HASIL MASS DIAGRAM 



Dalam suatu diagram, garis keseimbangan menunjukkan terdapatnya keseimbangan antara gali dan timbun. Posisi grafik tidak memotong keseimbangan :  

50

 Diatas garis : terjadi pembuangan tanah  Dibawah garis : terjadi penambahan tanah dari luar segmen

hra-2014

Volume yang Hilang 

Dalam pekerjaan Galian dan timbunan pasti terdapat volume yang hilang, akibat : Faktor Pemadatan, biasanya 5 – 20% Faktor Penggalian, biasanya 8 – 12% Faktor Pengangkutan   

51

hra-2014

Titik pd kelandaian

Profile Garis jalan      i Stasiun     s     a     v     e      l      E

Diagram Masa

52

    e     m     u Stasiun      l     o      V hra-2014

timbun

titik dimana

Profile     n     o      i      t     a     v     e      l      E

Mass diagram

53

    e     m     u      l     o      V hra-2014

Muka tanah asli  Al vertikal

Gali

Σ

gali = Σ timbun

54

hra-2014

Contoh (US)

55

hra-2014

Calculate Mass Diagram Assuming Shrinkage = 25%

Volumecut = 100 ft (40 ft2 + 140 ft2) = 333.3 yd3 cut 54 Volumefill = 100 ft (20 ft2 + 0 ft2) = 37.0 yd3 fill 54

56

hra-2014

56

Calculate Mass Diagram Assuming Shrinkage = 25%

Volumefill = adjusted for shrinkage = 37.0 yd * 1.25 = 46.3 yd3

57

hra-2014

57

Calculate Mass Diagram Assuming Shrinkage = 25%

Total cut = 333.3 yd 3 - 46.3 yd3 = 287.0 yd3 58

hra-2014

58

Calculate Mass Diagram Assuming Shrinkage = 25%

Volumecut = 100 ft (140 ft 2 + 160 ft2) = 555.6 yd3 cut 54 Volumefill = 100 ft (20 ft2 + 25 ft2) = 83.3 yd3 fill 54 Volumefill = adjusted for shrinkage = 83.3 yd * 1.25 = 104.2 yd3 59

3 – 104.2 yd3 = 451.4 yd3 Total cut 1 to 2 = 555.6 yd hra-2014

59

Calculate Mass Diagram Assuming Shrinkage = 25%

Total cut = 451.4 yd 3 + 287 = 738.4 yd3

60

hra-2014

60

Calculate Mass Diagram Assuming Shrinkage = 25%

Final Station 61

hra-2014

61

Mass Diagram 1000    )  . 800    Y  .    C    ( 600   e   m   u    l   o 400    V   e   v    i    t 200   a    l   u   m 0   u    C    t   e    N -200

0

1

2

3

4

5

6

7

-400

Station Series1 62

hra-2014

62

63

hra-2014

64

hra-2014

Stasiun = 00+00, Titik Awal 05+00, 500m dari titik awal 05+50, 550m dari titik awal

65

hra-2014

Penempatan Stasiun Tikungan

Lurus

66

hra-2014