BENTUK- BENTUK SALURAN DRAINASE

Penampang  terbaik atau paling evisien kadang kadang disebut juga tampang ekonomis, terjadi jika parameter basah minimum sehingga luas penampang minimum dan volume galian akan minimum

1.   Penampang Bentuk Persegi

 

Gambar 1. Penampang persegi

A = B. h

B = A/h

P = B + 2h

P = A/ h + 2h

Dimana          B = lebar dasar saluran

                        h = kedalaman air

                        A = luas penampang basah

                        P = Keliling Basah

Dengan asumsi luas penampang A adalah konstan, maka persamaan diatas dapat dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan nol untuk memperoleh harga p minimum.

dP/dh = - (A/h² ) + 2 = 0

A = 2h² = Bh

Atau :

B = 2h atau h = B / 2

Jari- jari hidrolik

R = A/P = Bh/ ( B + 2h )

Atau

R = (2h²) / (2h + 2h ) = h / 2

Bentuk penampang melintak persegi yang paling ekonomis adalah jika kedalaman air setengah dari lebar dasar saluran, atau jari- jari hidroliknya setengah dari kedalaman air.

2.    Penampang Berbentuk Trapesium.

Luas penampang melintang a dan keliling basah p , saluran dengan penampang penampang melintang berbentuk trapezium dengan lebar dasar B, kedalaman aliran h, kemiringan dinding 1: m, dapat dirumuskan sebagai :

            A = ( B + mh ) h

            P = B + 2hÖ(m²+ 1)

            Atau

            B = P – 2h Ö(m² +1 )

A = [ P -2h Ö(m² +1 )] h +mh²

Atau

A= Ph – 2h²Ö(m² +1 ) +mh²

 

Gambar 2. Penampang trapezium

Kita asumsikan luas penampang A dan kemiringan dinding m adalah konstan maka persamaan diatas dapat dideferensialkan terhadap h dan dibuat sama dengan 0 untuk memperoleh kondisi P minimum.

dA/ dh = P- 4hÖ(m² +1 ) – 2mh = 0

atau P = 4 Ö(m² +1 ) – 2mh

dengan menganggap h konstan, mendeferensialkan dan membuat sama dengan 0 maka diperoleh persamaan berikut :

dP/ dm = ½ [ 4hx 2m/Ö(m² +1 )] – 2h = 0

atau 2m /Ö(m² +1 ) = 1

4m ² = 1+ m² ; m = Ö1/3 = 1/Ö3

3m² = 1

Nilai m disubstitusikan maka persaman yang diperolah adalah :

P = 8/3(h Ö3) – 2/3(hÖ3) = 2hÖ3

B = 2h Ö3 – 4/3(hÖ3) =2h Ö3

A = [ 2/3(hÖ3) + 1/3 (hÖ3)]h = h²Ö3

Jadi, penampang trapezium yang paling adalah jika kemiringan dindingnya   m =1/Ö3 atau q = 60^o. trapezium yang terbentuk berupa setengah segmen beraturan ( heksagonal )

3.   Penampang Segitiga.

Pada potongan melintang saluran segitiga dengan kemiringan sisi terhadap garis vertical q, dan kedalaman air h, maka penampang basah a, dan keliling basah p, dapat ditulis sebagai berikut.

A = h² tan q

Atau h =Ö(A/tanq )

P = (2h) sec q

 

Gambar.3. penampang segitiga.

Substitusi nilai h maka diperleh persamaan berikut.

P = (2ÖA / Ötanq) x sec q

Pada luas penampang A konstan, maka persamaan diatas dapat dideferensialkan terhadap q  dan dibuat sama dengan nol, maka diperoleh persamaan berikut :

dP/dq = 2ÖA  = 0

atau :

            secq( tan²q -sec²q) = 0

karena sec q ¹ 0, maka

2tan²q - sec ²q = 0

Atau    Ö2tanq = secq

Jadi, q = 45^o, atau m=1

]dengan demikian, saluran berbentuk segitiga yang paling ekonomis adalah jika kemiringa dindingnya berbentuk sudut 45^o dengan garis vertical.

ALAT GALI ( EXCAVATOR )

A.       PENDAHULUAN.

Yang termasuk didalam alat gali adalah backhoe, power shovel atau juga dikenal sebagai front shovel, dragline, dan clamshell. Backhoe dan power shovel juga disebut alat penggali hidrolis karena bucket digerakan secar hidrolis . alat-alat penggali ini mempunyai as diantara alat penggeraknya dan badan mesin sehingga alat berat tersebut dapat melakukan gerakan memutar walaupun tidak ada gerakkan pada alat penggerak.

            Pemilihan alat tergantung dari kemampuan alat tersebut pada kondisi lapangan tertentu. Perbedaan setiap alat gali adalah pada benda, yang dipasang di bagian depan, akan tetapi semua alat tersebut mempunyai kesamaan pada alat penggerak yaitu roda ban atau crawler. Alat berodaa crawler umumnya dipilih jika alat tersebut akan digunakan pada permukaan kasar atau kurang padat. Selain itu juga karena alat tersebut didalam pengoperasianya tidak perlu melakukan banyak gerak.

B. ALAT PENGGALI HIDROLIS

Power shovel dan backhoe yang termasuk dalam alat penggali hidrolis memiliki bucket yang dipasangkan didepannya. Dimaksud alat penggali hidrolis adalah alat yang bekerja karena adanya tekanan hidrolis pada mesin didalam pengoperasiannya. Alat penggeraknya adalah traktor dengan roda ban atau crawler.

1. Front Shovel

Front shovel digunakan untuk menggali material yang letaknya diatas permukaan tempat alat tersebut berada. Alat ini mempunyai kemampuan untuk menggali material yang keras. Jika material yang digali bersifat lunak maka front shovel akan mengalami kesulitan. Kapasitas bucket front shovel tergantung dari jenis material. Oleh karena itu ada factor koreksi didalam menentukan kapasitas bucket. (factor koreksi tersebut dikalikan dengan kapasitas bucket).

Tabel Factor koreksi (BFF) untuk alat gali

Dalam memilih front shovel sebagai alat penggali, ada beberapa factor yang harus dipertimbangkan yakni biaya penggalian dan kondisi pekerjaan. Biaya penggalian tergantung pada besarnya pekerjaan, biaya yang harus dikeluarkan unttuk mengangkut front shovel ke proyek, dan biaya langsung. Pekerjaan penggalian material keras akan lebih mudah dilakukan oleh front shovel dengan bucket yang besar, sama halnya dengan penggalian hasil peledakan. Alat pengangkutan yang tersedia juga mempengaruhi pemilihan besarnya front shovel yang akan dipakai.

Factor- factor yang mempengaruhi siklus kerja front shovel adalah kapasitas muat bucket, gerakan bucket dengan muatan, pembongkaran muatan, dan gerakan bucket kosong. Untuk bucket berukuran antara 2,3 sampai 3,8 m³, waktu front shovel adalah sebagai berikut.

a). waktu muat : 7 sampai 9 detik

b). waktu berputar dengan muatan : 4 sampai 6 detik

c). waktu bongkar : 2 sampai 4 detik

d). Waktu berputar kembali : 4 sampai 5 detik

Sedangkan produktivitas front shovel tergantung pada jenis material, ketinggian penggalian, sudut putaran, besar alat angkut, dan lain-lain. Pengaruh ketinggian galian dan sudut putaran juga merupakan factor yang mempengaruhi produktivitas front shovel. Sudut pputaran merupakan sudut boom yang berputar untuk melakukan pemuatan material dan pembongkaran muatan. Bila sudut putaran bertambah maka waktu siklus akan bertambah. Produktifitas ideal didapatkan bila sudut putaran adalah 90^o.

Table factor penggalian untuk penggali untuk ketinggian penggalian dan sudut putaran

2. Backhoe

Pengoperasian backhoe umumnya untuk penggalian saluran, terowongan atau basement. Backhoe terdiri dari alat penggerak yang dapat berupa crawler atau ban, boom, strick dan bucket. Backhoe beroda biasanya tidak digunakan untuk penggalian tetapi lebih sering digunakan untuk pekerjaan lainnya. Pemilihan kapasitas bucket  harus sesuai dengan pekerjaan yang akan dilakukan.

Backhoe sama seperti front shovel dimana jenis material mempengaruhi didalam perhitungan produktivitas. Penentuan waktu siklus backhoe didasarkan pada pemilihan kapasitas bucket. Rumus yang dipakai untuk menghitung produktivitas backhoe adalah :

Produktivitas dihitung dalam m³/jam, CT adalah waktu siklus, S adalah factor koreksi untuk kedalaman dan sudut putar .

Table Waktu siklus backhoe beroda crawler (menit)

Tabel Faktor koreksi untuk kedalaman dan sudut putar

C. DRAGLINE

Dragline merupakan alat gali yang dipakai untuk menggali material yang letaknya lebih tingi dari permukaan tempat alat tersebut berada dengan jangkuan yang lebih jauh dari alat-alat gali lainnya. Alat dasar dari dragline adalah bucket yang dipasangkan pada boom. Panjang boom dragline sama seperti crane akan tetapi lebih panjang maka stabilitas dragline harus diperhitungkan.

Dragline mengalami kesulitan dalam mengontrol pembongkaran muatan. Oleh karena itu, sebaiknya alat pengangkut material yang dipakai untuk mengangkut material hasil penggalian dragline berukuran besar. Ukuran alat pengangkut sebaiknya 5 sampai 6 kali ukuran bucket dragline.

Produktivitas dragline tergantung pada factor-faktor seperti material, kedalaman penggalian, sudut swing, ukuran bucket, panjang boom, kapasitas alat pengangkut, kondisi lapangan dan lain-lain. Produktivitas alat dihitung pada kondisi tanah asli atau bank condition.

D. CLAMSHELL

Clamshell digunakan untuk penggalian tanah lepas seperti pasir, kerikil, batuan pecah, dan lain-lain. Clamshell mengangkat material secara vertical. Ukuran bucket pada clamshell bervariasi antara ringan sampai berat. Bucket yang ringan umumnya digunakan untuk memindahkan metarial, sedangkan bucket yang berukuran berat digunakan untuk menggali. Pada bucket yang berukuran berat umumnya dipasangkan gigi yang membantu alat dalam menggali material.

Perhitungan produktivitas clamshell belum disatndarisasikan, oleh sebab itu maka persamaan produktivitas untuk clamshell adalah ;

Produktivitas = V x 60/CI x BEF x efisiensi

Pada umumnya waktu siklus clamshell didapat dari hasil perkiraan berdasarkan pengalaman.