Teknik Pemindahan Tanah Mekanis dapat meningkatkan Efisiensi dalam Infrastruktur

civilengineeringdwg

Jan 11, 2025

Pemindahan Tanah Mekanis

Seiring dengan perkembangan sebuah wilayah dari semua sektor dan pembangunan infrastruktur, penggunaan teknologi alat berat menjadi semakin esensial dalam menunjang berbagai proyek konstruksi. Alat berat tidak hanya mempermudah pekerjaan pembangunan, tetapi juga menjadi komponen krusial dalam proyek berskala besar, seperti pembangunan airstrip, jalan, dermaga, perumahan atau gedung, serta proyek infrastruktur lainnya. Tujuan utama penggunaan alat berat adalah untuk meningkatkan efisiensi pekerjaan, sehingga target proyek dapat tercapai lebih produktif dan dengan hasil yang optimal.

Apa itu Pemindahan Tanah Mekanis?

Pemindahan tanah mekanis adalah sebuah proses perpindahan tanah atau material lain dari satu lokasi ke lokasi lain dengan cara menggunakan alat berat sebagai faktor bantu dalam melakukan mobiliasi material. Teknologi moda transportasi jenis alat berat ini dirancang khusus untuk menyelesaikan tugas tersebut dengan cepat, efisien, dan dalam skala besar.

Dalam pekerjaan konstruksi modern, pemindahan tanah secara mekanis memiliki peran strategis dalam meningkatkan efisiensi operasional dan keberlanjutan sebuah proyek. Pengelolaan yang baik terhadap proses mobilisasi tanah ini menjadi kunci untuk memastikan keberhasilan proyek infrastruktur, terutama dalam perencanaan siklus kerja, prinsip operasi alat berat, serta kapasitas produksi. Sebagai contoh, alat berat seperti excavator, bulldozer, dan dump truck bekerja melalui tahapan penggalian, pemuatan, dan pemindahan material. Seluruh tahapan ini memerlukan perencanaan yang matang berdasarkan variabel seperti waktu siklus, kapasitas alat, dan kondisi lapangan, dengan tujuan mencapai target produksi yang optimal.

Efisiensi kerja alat berat dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti carry factor, faktor muatan, dan karakteristik material (berat jenis, tingkat kegemburan, serta penyusutan). Penggunaan tabel efisiensi kerja sangat penting untuk memperkirakan jam operasional yang diperlukan. Sebagai contoh, motor grader digunakan untuk pekerjaan perataan, sedangkan wheel loader dan dump truck meningkatkan kapasitas produksi hingga mencapai Produktivitas Kerja Aktual (PKA).

Standar dan Kebijakan Efisiensi Alat Berat

Pada tingkat nasional, efisiensi terhadap penggunaan alat berat diatur oleh Standar Nasional Indonesia (SNI), seperti SNI 03-1742-2008, yang membahas produktivitas alat berat untuk pekerjaan tanah. Pemerintah juga mendorong dalam standarisasinya untuk dapat mengimplementasikan penggunaan teknologi hemat energi yang tujuan utamanya untuk mendukung operasional agar efisien kinerjanya dapat tercapai dengan hasil yang baik. Di tingkat internasional, panduan seperti ISO 50001 mengenai manajemen energi juga menjadi acuan penting. Standar kebijakan ini jika diimplementasikan dapat meningkatkan efisiensi energi hingga 20%, sehingga mendukung pencapaian Tujuan Pembangunan Berkelanjutan ((Sustainable Development Goals (SDGs)) dalam mengurangi emisi karbon sektor konstruksi.

Inovasi Teknologi dalam Pemindahan Tanah Mekanis

Teknologi modern seperti monitoring berbasis IoT (Internet of Things) semakin banyak diterapkan untuk mengintegrasikan data kerja alat berat secara real-time. Inovasi ini memungkinkan pelaksanaan manajemen dalam pengambilan keputusan lebih cepat dan akurat, mengurangi waktu henti alat berat, serta memaksimalkan produktivitas. Selain itu, teknologi pelacakan GPS membantu memastikan akurasi operasional sesuai rencana proyek.

Faktor Produksi Pemindahan Tanah

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Produksi: Waktu dan Material

Produksi dalam bidang konstruksi, khususnya pada pekerjaan pemindahan tanah mekanis, dipengaruhi oleh berbagai faktor yang kompleks. Pemahaman menyeluruh tentang faktor-faktor ini sangat penting untuk meningkatkan efisiensi proyek. Berikut ini akan dibahas secara komprehensif faktor waktu dan faktor material serta hubungannya dengan kebijakan nasional dan internasional yang relevan.

Faktor Waktu

Faktor waktu sangat memengaruhi tingkat produksi pada pekerjaan pemindahan tanah mekanis. Waktu dapat dibagi menjadi dua kategori utama: waktu tetap dan waktu tidak tetap.

Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus pekerjaan: Waktu siklus mencakup durasi untuk setiap aktivitas, seperti penggalian, pemuatan, pengangkutan, dan pembuangan material. Optimasi waktu ini penting untuk mengurangi biaya operasional.
Waktu Tetap (Fixed Time): Waktu tetap adalah durasi yang diperlukan untuk gerakan konstan, seperti waktu yang dibutuhkan alat berat untuk memuat material ke dalam truk. Contoh: waktu pemuatan oleh ekskavator berkisar antara 20-30 detik per siklus tergantung pada kapasitas bucket.
Waktu Tidak Tetap (Variable Time): Waktu tidak tetap tergantung pada kondisi dinamis, seperti kecepatan truk di medan yang berbeda. Sebagai contoh, truk yang beroperasi di medan berbatu akan membutuhkan lebih banyak waktu dibandingkan di medan datar.

Menurut laporan International Construction Equipment Market (2023), efisiensi waktu dapat meningkat hingga 15% dengan penerapan teknologi berbasis GPS dan perangkat lunak manajemen logistik, seperti software pelacakan armada atau sistem optimasi rute. Teknologi ini membantu meminimalkan waktu tunggu alat berat dan meningkatkan koordinasi antarproses.

Faktor Material

Material yang dikelola dalam pekerjaan pemindahan tanah juga menjadi faktor utama yang memengaruhi produktivitas. Sebagai contoh, tanah liat cenderung membutuhkan alat berat dengan daya dorong yang tinggi, sedangkan pasir lebih cocok dipindahkan dengan alat berat berkapasitas besar namun dengan daya cengkeram rendah. Klasifikasi ini membantu menentukan alat berat yang optimal untuk setiap jenis material, sehingga memaksimalkan efisiensi pekerjaan. Beberapa sub-faktor material meliputi:

Klasifikasi Material

Material diklasifikasikan berdasarkan sifat fisik, seperti tanah liat, pasir, atau batuan. Klasifikasi ini menentukan alat berat yang digunakan dan metode pekerjaan.

Berat Isi Material

Berat isi material memengaruhi kapasitas alat berat. Sebagai contoh, material dengan berat isi 1,6 ton/m3 membutuhkan alat berat dengan daya angkut yang lebih besar dibandingkan material dengan berat isi 1,2 ton/m3.

Kegemburan Material

Material yang gembur lebih mudah dipindahkan, namun volumenya bertambah setelah digali. Sebagai contoh, tanah dengan faktor kegemburan 25% akan mengalami peningkatan volume menjadi 1,25 kali lipat dari volume aslinya.

Penyusutan Material

Penyusutan terjadi saat material dipadatkan kembali. Faktor penyusutan memengaruhi estimasi kebutuhan material tambahan.

Siklus Kerja dari Alat Berat

Siklus kerja alat berat merupakan rangkaian tahapan yang dilakukan oleh alat berat dalam melaksanakan tugasnya pada proyek konstruksi, khususnya dalam kegiatan pemindahan tanah mekanis (PTM). Pemahaman mengenai siklus kerja alat berat sangat penting untuk meningkatkan efisiensi operasional, mempercepat waktu pengerjaan, dan menekan biaya proyek. Sebagai contoh, pada proyek pembangunan jalan tol di Jawa Barat, pemahaman mendalam mengenai siklus kerja excavator dan dump truck berhasil mengurangi waktu pengerjaan sebesar 20% dibandingkan dengan estimasi awal. Hal ini menunjukkan bahwa optimalisasi siklus kerja alat berat tidak hanya berkontribusi pada efisiensi waktu tetapi juga pada pengurangan biaya operasional.

Jenis Alat
	Bentuk Siklus
	I	II	III	IV
Excavator / Penggali	Mengisi bucket	Mengayun bermuatan	Membuang muatan	Mengayun kosong
Buldoser	Menggusur	Kembali	-	-
Motor Grader / Perata Motor	Meratakan	Berputar	-	-
Wheel Loader / Pemuat Beroda	Mengisi bucket	Mengangkut	Membuang	Kembali
Dump Truk	Memuat	Mengangkut	Membuang	Kembali
Wheel Tractor Scraper / Pengikis Traktor Roda	Mengisi/memotong	Mengangkut	Membuang/menghampar	Kembali
Compactor/ Roller	Memadatkan	-	-	-

Berdasarkan tabel diatas, berikut ini adalah uraian siklus kerja untuk masing-masing jenis alat berat. Selain itu, untuk mempermudah pemahaman pembaca, diagram alur atau ilustrasi yang menunjukkan setiap tahapan siklus kerja dapat digunakan. Ilustrasi ini akan membantu menjelaskan proses secara visual, seperti tahapan pengisian bucket oleh excavator hingga pembuangan material. Diagram ini juga dapat mencakup jalur material dari lokasi penggalian hingga lokasi pembuangan.

Excavator

Mengisi bucket: Excavator mengambil material (tanah, pasir, atau batuan) dari lokasi penggalian menggunakan bucket.
Mengayun bermuatan: Bucket yang terisi material diayunkan ke lokasi pembuangan.
Membuang muatan: Material dilepaskan ke truk atau lokasi lain.
Mengayun kosong: Bucket kembali ke posisi awal untuk pengisian berikutnya.

Bulldozer

Menggusur: Bulldozer mendorong material ke lokasi lain.
Kembali: Bulldozer kembali ke posisi awal tanpa muatan untuk penggusuran berikutnya.

Motor Grader

Meratakan: Motor grader digunakan untuk meratakan permukaan tanah.
Berputar: Alat ini berputar untuk memulai siklus kerja baru atau mengatur posisi.

Wheel Loader

Mengisi bucket: Mengambil material dari tumpukan atau tanah.
Mengangkut: Membawa material ke truk atau lokasi lain.
Membuang: Melepaskan material di tempat tujuan.
Kembali: Bucket kosong kembali ke tumpukan material untuk pengisian berikutnya.

Dump Truck

Memuat: Dump truck menerima material dari alat pengisi seperti excavator atau wheel loader.
Mengangkut: Material dibawa ke lokasi pembuangan atau pengolahan.
Membuang: Material dilepaskan ke lokasi yang ditentukan.
Kembali: Dump truck kembali ke lokasi pengisian untuk siklus berikutnya.

Wheel Tractor Scraper

Mengisi/memotong: Scraper mengambil material dari permukaan tanah.
Mengangkut: Material dibawa ke lokasi pembuangan.
Membuang/menghampar: Material dilepaskan dan diratakan di lokasi tujuan.
Kembali: Scraper kembali ke lokasi awal untuk pengambilan material berikutnya.

Compactor/Roller

Memadatkan: Digunakan untuk memadatkan permukaan tanah atau material lainnya.

Berbagai maam macam alat berat konstruksi memiliki peranan yang sangat krusial dalam memastikan efisiensi dan produktivitas setiap tahapan proyek. Alat berat dirancang untuk menjalankan berbagai fungsi, mulai dari penggalian, pemuatan, pengangkutan, hingga pemadatan material, dengan tujuan meningkatkan kualitas hasil pekerjaan secara signifikan.

Faktor Efisiensi Kerja Alat Berat

Efisiensi kerja alat berat merupakan faktor penting dalam menentukan produktivitas proyek konstruksi. Untuk mendukung argumen ini, diperlukan data statistik atau studi kasus yang menunjukkan hubungan langsung antara peningkatan efisiensi alat berat dengan keberhasilan proyek. Sebagai contoh, pada proyek pembangunan bendungan di Sumatera, penggunaan excavator dengan efisiensi kerja optimal berhasil meningkatkan produktivitas hingga 30%, sekaligus menurunkan biaya operasional sebesar 15%. Data seperti ini mempertegas pentingnya pengelolaan efisiensi alat berat dalam setiap proyek konstruksi.

Faktor Efisiensi Berdasarkan Jam Kerja

Jumlah jam kerja efektif dalam satu jam menentukan tingkat efisiensi alat berat:

Jumlah Jam Kerja Efektif	Faktor Efisiensi
60 menit/jam	1 (optimal)
55 menit/jam	0,91
50 menit/jam	0,83
45 menit/jam	0,75
40 menit/jam	0,67

Faktor yang Mempengaruhi Efisiensi

Faktor alat:

Kondisi mekanis alat.
Kapasitas alat.
Waktu pemeliharaan.

Faktor manusia:

Keahlian operator.
Kesiapan fisik dan mental operator.

Faktor lingkungan:

Kondisi medan (curam, berbatu, atau berlumpur).
Cuaca (hujan, panas ekstrem, atau angin kencang).

Faktor koreksi:

Penyesuaian waktu akibat jeda kerja, seperti pengisian bahan bakar dan perawatan.

Data Pendukung dalam Pemindahan Tanah Mekanis

Produktivitas Alat Berat

Produktivitas alat berat ditentukan oleh:

Faktor	Pengaruh
Kondisi Material	Jenis, kepadatan, dan kelembapan material memengaruhi kecepatan kerja alat.
Kondisi Medan	Tanah berbatu atau curam dapat mengurangi produktivitas.
Operator	Keahlian operator sangat berpengaruh terhadap efisiensi alat.
Waktu Siklus	Durasi setiap siklus kerja menentukan kapasitas harian alat berat.

Diagram atau grafik yang merangkum faktor-faktor ini juga dapat digunakan untuk mempermudah visualisasi hubungan antara faktor-faktor tersebut dan produktivitas alat berat.

Sebagai contoh:

Produktivitas excavator dapat dihitung dengan rumus:

: Kapasitas produksi (m3/jam)
: Waktu siklus (detik)
: Volume bucket (m3)
: Efisiensi kerja (%).

Biaya Operasional

Faktor biaya meliputi:

Biaya bahan bakar
Biaya perawatan dan suku cadang
Upah operator
Depresiasi alat

Prinsip Dasar Perhitungan Produksi Kerja

Prinsip dasar perhitungan produksi kerja adalah elemen fundamental dalam pengelolaan proyek konstruksi, khususnya yang melibatkan kegiatan pemindahan tanah mekanis (PTM).

Menghitung Kapasitas Aktual

Kapasitas aktual adalah kapasitas alat berat yang sesungguhnya dapat digunakan di lapangan. Sebagai contoh, dalam proyek pembangunan jalan, sebuah excavator dengan kapasitas mangkuk 1,5 m³ dapat memindahkan material tanah hingga 12 m³ per jam dengan asumsi waktu siklus 7,5 menit per siklus dan efisiensi kerja 80%. Hal ini sangat bergantung pada ukuran mangkuk (bucket) alat yang digunakan. Misalnya, pada alat seperti excavator, ukuran mangkuk yang lebih besar akan meningkatkan kapasitas angkut material per siklus.

Faktor yang memengaruhi kapasitas aktual:

Jenis material (tanah, pasir, batu, dll.)
Kompaksi material (bulk density)
Kondisi alat (pemeliharaan, usia alat, dll.)

Menghitung Waktu Siklus

Waktu siklus adalah waktu yang dibutuhkan oleh alat berat untuk menyelesaikan satu siklus kerja, termasuk proses menggali, memuat, mengangkut, membuang material, dan kembali ke posisi awal. Sebagai ilustrasi, sebuah dump truck yang mengangkut material tanah memerlukan waktu:

2 menit untuk memuat material,
3 menit untuk perjalanan ke lokasi pembuangan sejauh 500 meter,
1 menit untuk membuang material,
dan 3 menit untuk kembali ke lokasi awal.

Total waktu siklus dalam kondisi ini adalah 9 menit.

Waktu siklus dapat dibagi menjadi:

Waktu Tetap: Waktu yang tidak dipengaruhi oleh kondisi lapangan, seperti waktu untuk memuat material.
Waktu Tidak Tetap: Waktu yang dipengaruhi oleh kondisi lapangan, seperti jarak angkut dan kondisi jalan.

Menghitung PKK (Produksi Kerja Kotor)

PKK dihitung tanpa memperhitungkan faktor efisiensi kerja. Hal ini bertujuan untuk memberikan gambaran kapasitas maksimum alat berat dalam kondisi ideal tanpa gangguan eksternal, sehingga dapat digunakan sebagai acuan awal sebelum mempertimbangkan faktor-faktor lain seperti efisiensi operator atau kondisi lapangan. PKK memberikan gambaran awal kapasitas produksi alat berat berdasarkan kapasitas teoritis.

Menghitung PKA (Produksi Kerja Aktual)

PKA adalah produksi kerja yang telah memperhitungkan faktor-faktor efisiensi, seperti waktu istirahat operator, kondisi cuaca, keterbatasan alat, dan lainnya. PKA lebih realistis dalam menggambarkan kapasitas kerja sesungguhnya di lapangan.

Rumus Perhitungan Produksi Kerja

Berikut rumus yang digunakan untuk menghitung produksi kerja per jam dalam konteks pekerjaan yang melibatkan siklus berulang.

Rumus

Q = q x N x E

Penjelasan komponen:

Q (Produksi kerja per jam)

Ini adalah nilai yang akan dihitung, yang menunjukkan berapa banyak volume pekerjaan yang dapat diselesaikan dalam satu jam (dalam satuan m³/jam).

q (Produksi kerja per siklus)

Nilai ini menggambarkan jumlah volume pekerjaan yang diselesaikan dalam satu siklus atau per unit waktu yang ditentukan dalam satu siklus, dengan satuan m³.

N (Jumlah siklus)

Ini adalah jumlah siklus yang dapat diselesaikan dalam satu jam. Nilai ini dihitung dengan rumus:

N = 60 menit per jam / Total waktu siklus (menit)

Artinya, N adalah jumlah siklus yang dapat dilakukan dalam 60 menit, yang didapatkan dengan membagi total waktu untuk satu siklus (dalam menit) ke dalam 60 menit.

E (Efisiensi kerja)

Ini adalah faktor yang mencerminkan seberapa efektif atau efisien pekerjaan yang dilakukan. Nilai ini biasanya berupa persentase atau angka desimal (misalnya, 0,8 untuk 80% efisiensi). Nilai E memperhitungkan faktor-faktor seperti gangguan, kelelahan, atau kondisi kerja yang dapat mempengaruhi produktivitas.

Langkah Perhitungan:

Untuk menghitung Q (produksi kerja per jam), kita:

Mengalikan q (produksi per siklus) dengan N (jumlah siklus per jam).
Kemudian mengalikan hasilnya dengan E (efisiensi kerja), yang menggambarkan seberapa banyak dari kapasitas ideal yang dapat dicapai berdasarkan kondisi yang ada.

Contoh:

Jika kita memiliki:

q = 1 m³ (produksi per siklus),
Total waktu siklus = 5 menit,
E = 0,85 (85% efisiensi kerja),

Maka, jumlah siklus per jam (N) dihitung sebagai:

N = 60 / 5 = 12 siklus per jam

Kemudian, Q dihitung sebagai:

Q = 1 x 12 x 0,85 = 10,2 m³/jam

Jadi, produksi kerja per jam (Q) adalah 10,2 m³/jam.