Data Loading...
7d452_MODUL_2_DASAR-DASAR_PENGUKURAN__TOPOGRAFI_UNTUK_PEKERJAAN_JALAN Flipbook PDF
7d452_MODUL_2_DASAR-DASAR_PENGUKURAN__TOPOGRAFI_UNTUK_PEKERJAAN_JALAN
102 Views
105 Downloads
FLIP PDF 1.54MB
MODUL 2 DASAR-DASAR PENGUKURAN TOPOGRAFI UNTUK PEKERJAAN JALAN
KATA PENGANTAR Dasar-dasar pengukuran topografi untuk pekerjaan jalan ini disajikan untuk menambah pengetahuan Para Peserta pelatihan dalam memperlancar tugas-tugas di lapangan dan di kantor, baik dalam penentuan posisi di lapangan, pengeplotan posisi di peta dasar, pembuatan kerangka dasar peta geologi, pembuatan peta topografi dan pembuatan peta sejenisnya. Di dalam modul ini akan dibahas mengenai persiapan bahan, peralatan, dan administrasi, pemasangan patok Bench Mark (BM) dan patok poligon, pemasangan titik kontrol horizontal, pemasangan titik kontrol vertikal metode pengukuran detail situasi, maupun pelaksanaan stake-out. Koordinat dapat memberi gambaran tentang letak lokasi tertentu di peta dan di lapangan; sedangkan pengukuran polygoon merupakan kerangka dasar bagi pembuatan peta trase jalan, baik peta topografi, peta tambang, peta pengairan, peta kehutanan dan jenis-jenis peta lainnya. Pengukuran situasi adalah pengukuran untuk memperoleh secara detail mengenai keadaan fisik bumi, yaitu yang meliputi: gunung, punggungan, bukit-bukit, lembah, sungai, sawah, kebun, batas wilayah, jalan kereta api jalan raya, batas pantai d.l.l. Biasanya pengukuran situasi yang dilakukan secara detail ini guna kepentingan pembuatan peta topografi, atau untuk pembuatan peta-peta teknis yang diperlukan untuk jenis proyek tertentu. Pembuatan titik tetap adalah sebagai landasan untuk menentukan azimut awal dan azimut akhir, Perhitungan luas dan volume berdasarkan metoda tertentu sesuai dengan ketelitian yang diperlukan. Diharapkan setelah mempelajari materi modul pelajaran ini, Para Peserta mampu menjelaskan persiapan bahan, peralatan, dan administrasi, mampu menjelaskan pemasangan patok Bench Mark (BM) dan patok poligon, mampu menjelaskan pemasangan titik kontrol horizontal, mampu menjelaskan pemasangan titik kontrol vertikal, mampu menjelaskan metode pengukuran detail situasi, maupun mampu menjelaskan pelaksanaan stake-out.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
i
Bandung, Desember 2017
Kepala PUSDIKLAT Jalan, Perumahan, Permukiman, dan Pengembangan Infrastruktur Wilayah
ii
Dasar-Dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.................................................................................................. i DAFTAR ISI............................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR.................................................................................................vii DAFTAR TABEL.......................................................................................................ix PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ....................................................................... x BAB 1 PENDAHULUAN........................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG........................................................................................ 2 B. DESKRIPSI SINGKAT..................................................................................... 2 C. TUJUAN PEMBELAJARAN ............................................................................ 2 1.
Hasil Belajar....................................................................................... 2
2.
Indikator Hasil Belajar ....................................................................... 2
D. MATERI POKOK DAN SUB MATERI POKOK.................................................. 3 E. ESTIMASI WAKTU........................................................................................ 3 BAB 2 PERSIAPAN BAHAN, PERALATAN DAN ADMINISTRASI ............................... 5 Indikator keberhasilan ..................................................................................... 6 A. UMUM......................................................................................................... 6 B. PERSIAPAN BAHAN/ DATA PENUNJANG..................................................... 6 C. PERSIAPAN PERALATAN .............................................................................. 9 D. PERSIAPAN ADMINISTRASI ....................................................................... 10 E. LATIHAN .................................................................................................... 11 F. RANGKUMAN............................................................................................ 11 BAB 3 PEMASANGAN PATOK .............................................................................. 13 Indikator keberhasilan ................................................................................... 14 A. PATOK BM (Bench Marking) ..................................................................... 14 B. PATOK POLIGON ....................................................................................... 15 C. LATIHAN .................................................................................................... 18
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
iii
D. RANGKUMAN............................................................................................ 18 BAB 4 PENGUKURAN TITIK KONTROL HORIZONTAL ........................................... 19 Indikator keberhasilan ................................................................................... 20 A. ARTI POSISI DAN JARAK HORIZONTAL ...................................................... 20 B. ARTI SUDUT MENDATAR DAN SUDUT JURUSAN...................................... 27 C. METODE PENENTUAN POSISI HORIZONTAL ............................................. 29 1.
Metode Polar .................................................................................. 29
2.
Metode Perpotongan Ke Muka,...................................................... 30
3.
Metode Perpotongan Ke Belakang. ................................................ 31
D. METODE POLIGON.................................................................................... 33 E. METODE TRIANGULASI ............................................................................. 37 F. METODE TRILATERASI............................................................................... 38 G. PENGUKURAN POLIGON DENGAN SISTEM POLIGON TERIKAT SEPIHAK . 40 H. LATIHAN.................................................................................................... 50 I. RANGKUMAN............................................................................................ 50 BAB 5 PENGUKURAN TITIK KONTROL VERTIKAL ................................................. 53 Indikator keberhasilan ................................................................................... 54 A. PENGUKURAN KERANGKA KONTROL VERTIKAL DENGAN METODA SIPAT DATAR ATAU WATERPASSING ....................................................................... 54 B. PROSEDUR PENGUKURAN KERANGKA KONTROL VERTIKAL .................... 55 1.
Tahapan-tahapan pengukuran kerangka dasar vertikal ................. 56
2.
Cara Pertama................................................................................... 58
3.
Cara kedua ...................................................................................... 60
4.
Cara ketiga ...................................................................................... 60
C. MACAM-MACAM PENGUKURAN.............................................................. 62
iv
1.
Pengukuran Sipat Datar Memanjang............................................. 62
2.
Pengukuran Profil memanjang........................................................ 64
Dasar-Dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
3.
Pengukuran profil melintang........................................................... 66
4.
Pengukuran sipat datar luas............................................................ 67
D. LATIHAN .................................................................................................... 68 E. RANGKUMAN............................................................................................ 68 BAB 6 METODE PENGUKURAN DETAIL SITUASI .................................................. 71 Indikator keberhasilan ................................................................................... 72 A. METODE TACHIMETRI............................................................................... 72 B. PROSEDUR PENGUKURAN DETAIL SITUASI............................................... 74 C. PEMETAAN SECARA OTOMATIS................................................................ 75 1.
Prosedur Pemetaan Topografi Dengan Total Station ..................... 77
2.
Transfer Data dan Prosesing Data................................................... 82
3.
Pembuatan Sketsa Grafis Lapangan ................................................ 83
D. LATIHAN .................................................................................................... 86 E. RANGKUMAN............................................................................................ 86 BAB 7 PEMATOKAN / STAKING OUT ................................................................... 89 Indikator keberhasilan ................................................................................... 90 A. PEMATOKAN (STAKE OUT)........................................................................ 90 B. PENGUKURAN DAN STAKE OUT PELAKSANAAN JALAN DAN JEMBATAN . 91 C. PENENTUAN TITIK DETAIL LENGKUNGAN................................................. 93 D. LATIHAN .................................................................................................... 96 E. RANGKUMAN............................................................................................ 96 BAB 8 PENUTUP................................................................................................... 97 A. EVALUASI KEGIATAN BELAJAR .................................................................. 98 B. UMPAN BALIK DAN TINGKAT LANJUT....................................................... 99 C. KUNCI JAWABAN....................................................................................... 99 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................. 107 GLOSARIUM ...................................................................................................... 108
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
v
vi
Dasar-Dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Peta Topografi ...................................................................................... 8 Gambar 2 Peta Topografi ...................................................................................... 8 Gambar 3 Kompas geologi .................................................................................... 9 Gambar 4 Pita ukur ............................................................................................. 10 Gambar 5 Alat GPS .............................................................................................. 10 Gambar 6 Patok BM ............................................................................................ 15 Gambar 7 Poligon terbuka .................................................................................. 17 Gambar 8 Poligon tertutup ................................................................................. 17 Gambar 9 Theodolit ............................................................................................ 17 Gambar 10 Arti posisi horizontal......................................................................... 20 Gambar 11 Sistem pembagian kwadran ............................................................. 21 Gambar 12 Arti jarak .......................................................................................... 25 Gambar 13 Arti sudut mendatar dan sudut jurusan........................................... 27 Gambar 14 Penentuan posisi titik kerangka horizontal ...................................... 28 Gambar 15 Penentuan sudut jurusan ................................................................. 29 Gambar 16 Metode polar.................................................................................... 30 Gambar 17 Metode perpotongan ke muka ........................................................ 30 Gambar 18 Metode perpotongan ke belakang cara COLLINS............................. 32 Gambar 19 Poligon terbuka ................................................................................ 34 Gambar 20 Poligon tertutup ............................................................................... 34 Gambar 21 Poligon tertutup ............................................................................... 34 Gambar 22 Poligon bercabang............................................................................ 35 Gambar 23 Poligon terbuka ................................................................................ 35 Gambar 24 Triangulasi rangkaian segitiga .......................................................... 37 Gambar 25 Trilaterasi segitiga ............................................................................ 38 Gambar 26 Pembacaan benang jarak pada bak ukur ......................................... 41 Gambar 27 Benang diafragma dalam teropong.................................................. 42 Gambar 28 Kedudukan benang diafragma pada bak ukur ................................. 42 Gambar 29 Bagian lingkaran vertikal / sudut miring zenit.................................. 43 Gambar 30 Bagian lingkaran vertikal / sudut miring nadir ................................. 43 Gambar 31 Bagan jarak optis dan jarak di permukaan tanah............................. 44 Gambar 32 Pengukuran beda tinggi.................................................................... 45 Gambar 33 Pengukuran poligon tertutup tak terikat titik tetap......................... 47 Gambar 34 Penentuan sudut luar pada poligon tertutup tak terikat titik tetap 47
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
vii
Gambar 35 Kedudukan sudut di kiri jalur ukuran............................................... 48 Gambar 36 Kedudukan sudut di kanan jalur ukuran .......................................... 49 Gambar 37 49 Gambar 38 Benang diafragma pada teropong alat sipat datar .......................... 55 Gambar 39 Ilustrasi istilah pengukuran beda tinggi ........................................... 57 Gambar 40 Cara pertama pengukuran dengan alat sipat datar ......................... 59 Gambar 41 Cara kedua dengan alat sipat datar ................................................. 60 Gambar 42 Cara ketiga dengan alat sipat datar ................................................. 61 Gambar 43 Pengukuran sipat datar memanjang................................................ 63 Gambar 44 Garis rencana proyek ....................................................................... 65 Gambar 45 Gambar profil memanjang ............................................................... 66 Gambar 46 Profil melintang................................................................................ 67 Gambar 47 Sipat datar luas................................................................................. 67 Gambar 48 Pengukuran titik-titik situasi ............................................................ 73 Gambar 49 Total station ..................................................................................... 76 Gambar 50 Sketsa pengambilan detil garis pantai dari titik poligon .................. 80 Gambar 51 Diagram interaktif kerja pemetaan dengan total station ................ 83 Gambar 52 Deskripsi grafis sketsa di lapangan .................................................. 84 Gambar 53 Pengambilan detil batas kolam........................................................ 85 Gambar 54 Garis dan sudut tangent................................................................... 91 Gambar 55 Keluk lingkaran................................................................................. 92 Gambar 56 Selisih busur sama panjang.............................................................. 93 Gambar 57 Selisih absis sama panjang ............................................................... 94 Gambar 58 Perpanjangan tali busur ................................................................... 95
viii
Dasar-Dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
DAFTAR TABEL Tabel 1 Contoh tabel perhitungan koordinat banyak titik.................................. 40 Tabel 2 Formulir pengukuran situasi................................................................... 75
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
ix
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL Petunjuk penggunaan modul ini dimaksudkan untuk mempermudah peserta pelatihan. Oleh karena itu, sebaiknya peserta pelatihan memperhatikan beberapa petunjuk berikut ini. 1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan ini, sampai Anda mempunyai gambaran kompetensi yang harus dicapai, dan ruang lingkup modul ini. 2. Baca dengan cermat bagian demi bagian, dan tandailah konsep-konsep pentingnya. 3. Segeralah membuat Ringkasan Materi tentang hal-hal esensial yang terkandung dalam modul ini 4. Untuk meningkatkan pemahaman Anda tentang isi modul ini, tangkaplah konsep-konsep penting dengan cara membuat pemetaan keterhubungan antara konsep yang satu dengan konsep lainnya. 5. Untuk memperluas wawasan Anda, bacalah sumber-sumber lain yang relevan baik berupa kebijakan maupun subtansi bahan ajar dari media cetak maupun dari media elektronik. 6. Untuk mengetahui sampai sejauh mana pemahaman Anda tentang isi modul ini, cobalah untuk menjawab soal-soal latihan secara mandiri, kemudian lihat kunci jawabannya. 7. Apabila ada hal-hal yang kurang dipahami, diskusikanlah dengan teman sejawat atau catat untuk bahan diskusi pada saat tutorial. 8. Peserta membaca dengan seksama setiap Sub Materi dan bandingkan dengan pengalaman Anda yang dialami di lapangan. 9. Jawablah pertanyaan dan latihan, apabila belum dapat menjawab dengan sempurna, hendaknya Anda latihan mengulang kembali materi yang belum dikuasai. 10. Buatlah Ringkasan Materi, buatlah latihan dan diskusikan dengan sesama peserta untuk memperdalam materi.
x
Dasar-Dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 1 PENDAHULUAN
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
1
A. LATAR BELAKANG Pada pelaksanaan pekerjaan pengukuran merupakan pengetahuan dasar untuk digunakan dalam menentukan kuantitas suatu pekerjaan, baik menggunakan pengukuran secara manual maupun pengukuran secara elektrik dan pengelolaanya menggunakan perhitungan manual maupun menggunakan komputer. Didalam bahasan modul dasar-dasar pengukuran topografi untuk pekerjaan jalan akan dibahas mengenai persiapan bahan, peralatan, dan administrasi, pemasangan patok Bench Mark (BM) dan patok poligon, pemasangan titik kontrol horizontal, pemasangan titik kontrol vertikal metode pengukuran detail situasi, maupun pelaksanaan stake-out.
Berkaitan modul dasar-dasar pengukuran topografi untuk pekerjaan jalan dengan peserta pelatihan, peserta dapat menjelaskan hal dasar dari suatu pekerjaan pengukuran dan lebih lanjut akan mempelajari modul yang berkaiatan dengan ilmu pengukuran agar peserta pelatihan dapat menghitung kuantitas suatu pekerjaan jalan dengan cermat dan teliti.
B. DESKRIPSI SINGKAT Mata pelatihan ini menjelaskan tentang persiapan bahan, peralatan dan administrasi, pemasangan patok, pengukuran titik kontrol horizontal dan vertikal, pengukuran detail situasi, staking out (pemasangan patok). Modul ini disajikan melalui kegiatan ceramah dan diskusi. Penilaian peserta dilakukan melalui tes lisan dan tulisan.
C. TUJUAN PEMBELAJARAN Tujuan pembelajaran terdiri dari hasil belajar dan indikator hasil belajar sebagai berikut: 1. Hasil Belajar Setelah mengikuti pelatihan ini, peserta mampu menerapkan pengukuran topografi untuk pekerjaan jalan.
pelaksanaan
2. Indikator Hasil Belajar Setelah mengikuti pembelajaran, peserta mampu:
2
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
a. b. c. d. e. f.
Menerapkan persiapan bahan, peralatan dan administrasi Menerapkan pemasangan patok BM dan patok poligon Menerapkan pengukuran titik kontrol horizontal Menerapkan pengukuran titik kontrol vertikal Menerapkan metode pengukuran detail situasi Menerapkan pelaksanaan stake-out
D. MATERI POKOK DAN SUB MATERI POKOK Dalam modul ini terdapat 6 (enam) materi yang akan dibahas, yaitu: 1. 2. 3.
4.
5. 6.
Persiapan bahan, peralatan dan administrasi: persiapan bahan/ data penunjang, persiapan peralatan, dan persiapan administrasi Pemasangan patok / stationing: patok BM (Bench Marking) dan patok poligon (CP) Pengukuran titik kontrol horizontal: arti posisi dan jarak horizontal, arti sudut mendatar dan sudut jurusan, metode penentuan posisi horizontal, metode poligon, metode triangulasi, metode trilaterasi, dan pengukuran poligon dengan sistem poligon terikat sepihak Pengukuran titik kontrol vertikal: pengukuran kerangka kontrol vertikal dg metoda sipat datar atau waterpassing, prosedur pengukuran kerangka kontrol vertikal, macam-macam pengukuran Pengukuran detail situasi: Metode Tachimetri dan Prosedur pengukuran detail situasi Pematokan / staking out: pematokan dan Pengukuran & stake out pelaksanaan jalan dan jembatan
E. ESTIMASI WAKTU Alokasi waktu yang diberikan untuk pelaksanaan kegiatan belajar mengajar untuk mata pelatihan Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan pada peserta pelatihan ini adalah 6 (enam) jam pelajaran.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
3
4
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 2 PERSIAPAN BAHAN, PERALATAN DAN ADMINISTRASI
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
5
PERSIAPAN BAHAN, ADMINISTRASI
PERALATAN
DAN
Indikator keberhasilan Dengan mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan mampu menerapkan persiapan bahan, peralatan dan administrasi, teknis dan manajerial sebelum melakukan pengukuran di lapangan.
A. UMUM Tujuan dari tahap persiapan adalah untuk mengumpulkan informasi awal mengenai kondisi topografi, geologi, tata guna lahan, lalulintas, serta lingkungan. Pelaksanaan pekerjaan yang diperhatikan dalam pedoman spesifikasi teknis survey pengukuran topografi dan pemetaan yakni persiapan survey topografi, meliputi persiapan bahan, peralatan dan administrasi.
B. PERSIAPAN BAHAN/ DATA PENUNJANG Sebelum pelaksanaan pekerjaan dimulai harus ditentukan terlebih dahulu persiapan bahan / data penunjang, peralatan yang akan digunakan. Peralatan yang digunakan harus memenuhi spesifikasi teknis yang ada sehingga data pengukuran memenuhi kriteria yang diinginkan. Persiapan teknik, antara lain berupa : 1. Penyediaan peta kerja a) Peta Topografi berupa peta kontur, dengan Skala minimum 1 : 50.000 b) Peta jaringan jalan, dokumen leger jalan, data base jaringan jalan, dan daerah rawan kecelakaan c) Peta kondisi tanah, peta geologi dengan Skala minimal 1: 250.000, daerah rawan bencana, dokumen tanah terdahulu, dan koridor trase d) Peta wilayah Rencana Tata Ruang Wilayah e) Peta tata guna lahan
6
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
2. Melakukan kordinasi dengan instansi terkait dengan di sekitar lokasi proyek. 3. penyediaan deskripsi titik ikat planimetris dan ketinggian yang telah ada di lokasi atau di sekitar lokasi pemetaan 4. orientasi lapangan 5. pemeriksaan kondisi fisik serta pemeriksaan kebenaran koordinat planimetris dan ketinggian titik ikat yang akan digunakan 6. penetapan titik ikat planimetris dan ketinggian yang akan digunakan 7. penentuan letak base camp 8. perencanaan jalur pengukuran 9. perencanaan letak pemasangan patok tetap 10. penyediaan patok tetap utama dan patok tetap bantu 11. penyediaan patok sementara 12. perencanaan sistem pemberian nomor patok sementara dan nomor patok tetap 13. penyediaan alat ukur yang sesuai dengan ketelitian yang telah ditetapkan 14. kalibrasi alat ukur 15. penyediaaan alat hitung 16. penyediaan formulir data ukur dan formulir data hitungan 17. penyediaan tabel deklinasi untuk tahun pelaksanaan pengamatan matahari 18. persiapan lain yang diperlukan
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
7
Gambar 1 Peta Topografi
Gambar 2 Peta Topografi
8
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
C. PERSIAPAN PERALATAN Peralatan yang harus dipersiapkan antara lain : 1. Alat ukur Total Station / waterpass yang mempunyai ketelitian pembacaan sudut terkecilnya 1 (satu) detik dan akurasi pengukuran jaraknya 5 + 3 ppm serta perlengkapannya 2. Prisma target 3. Statif 4. Kompas (Shunto), GPS Handheld 5. Formulir kertas pencatatan pengukuran 6. Meteran jalan 7. HT (untuk komunikasi di lapangan) 8. Komputer (hardware dan software) + printer ukuran A3 9. Kamera 10. Perlengkapan lapangan Berikut diperlihatkan beberapa peralatan kecil yang diperlukan
Gambar 3 Kompas geologi
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
9
Gambar 4 Pita ukur
Gambar 5 Alat GPS
D. PERSIAPAN ADMINISTRASI Persiapan administrasi berupa : 1. Surat tugas personil pelaksana, surat izin survey 2. Hal-hal lain-lainnya yang diperlukan urutan kegiatan dari FS s/d kegiatan Rencana pelaksanaan pembebasan tanah. Persiapan Managerial Selain dari persiapan administrasi tak kalah penting juga harus sediakan persiapan manajerial sebagai pendukung kegiatan antara lain berupa: 1. SOP pelaksanaan pekerjaan.
10
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
2. pembuatan jadwal pelaksanaan pekerjaan, dan bila pekerjaan pengukuran dan merupakan bagian kegiatan dari satu paket pekerjaan desain, jadwal pelaksanaan pekerjaan supaya dibuat dua macam, yaitu jadwal pelaksanaan keseluruhan kegiatan dan jadwal pelaksanaan kegiatan pengukuran 3. pembuatan struktur organisasi pelaksanaan pekerjaan, yang dilengkapi dengan status serta nama-nama personil pelaksana 4. pemberian pengarahan dan pemahaman pada personil pelaksana 5. penyusunan laporan pendahuluan 6. hal-hal lain yang diperlukan
E. LATIHAN 1.
Didalam pengukuran topografi untuk pekerjaan jalan ada beberapa macam kegiantan antara lain persiapan bahan/ data penunjang, apa yang dimaksud dengan persiapan bahan/ data penunjang.
2.
Peralatan apa saja yg dibutuhkan didalam pengukuran topografi pekerjaan jalan.
3.
Coba saudara uraikan persiapan administrasi apa saja yg dibutuhkan didalam pengukuran topografi untuk pekerjaan jalan.
F. RANGKUMAN 1.
PERSIAPAN BAHAN/ DATA PENUNJANG
Sebelum pelaksanaan pekerjaan dimulai harus ditentukan terlebih dahulu persiapan bahan / data penunjang, peralatan yang akan digunakan. Peralatan yang digunakan harus memenuhi spesifikasi teknis yang ada sehingga data pengukuran memenuhi kriteria yang diinginkan. 2.
PERSIAPAN PERALATAN
Berupa Alat ukur, Prisma target, Statif, Kompas (Shunto), GPS Handheld, Formulir kertas pencatatan pengukuran, Meteran jalan, Handy Tallky (HT) (untuk komunikasi di lapangan), Komputer (hardware dan software) + printer ukuran A3, Kamera dan Perlengkapan lapangan. 3.
PERSIAPAN ADMINISTRASI
a) Surat tugas personil pelaksana, surat izin survey
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
11
b) Hal-hal lain-lainnya yang diperlukan c) Pembuatan jadwal pelaksanaan pekerjaan, dan bila pekerjaan pengukuran dan pemetaan teristris sungai merupakan bagian kegiatan dari satu paket pekerjaan desain, jadwal pelaksanaan pekerjaan supaya dibuat dua macam, yaitu jadwal pelaksanaan keseluruhan kegiatan dan jadwal pelaksanaan kegiatan pengukuran dan pemetaan teristris sungai d) pembuatan struktur organisasi pelaksanaan pekerjaan, yang dilengkapi dengan status serta nama-nama personil pelaksana e) pemberian pengarahan dan pemahaman pada personil pelaksana f)
penyusunan laporan pendahuluan
g) hal-hal lain yang diperlukan
12
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 3 PEMASANGAN PATOK
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
13
PEMASANGAN PATOK Indikator keberhasilan Dengan mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan menerapkan pemasangan patok BM dan patok poligon.
mampu
A. PATOK BM (Bench Marking) Patok BM merupakan patok permanen yang terbuat dari beton yang berada di suatu tempat dengan koordinat global dan elevasi yang tetap atau sudah diketahui nilai XYZ. Penentuan koordinat dan elevasi patok BM tersebut menggunakan alat GPS dengan akurasi yang tinggi. Fungsi patok MB ini sebagai referensi atau acuan dalam pengukuran disekitar titik BM. 1. Semua BM dan titik Triangulasi (titik pengikat) yang ada di lapangan harus digambar dengan legenda yang telah ditentukan dan dilengkapi dengan elevasi dan koordinat. 2. Pada tiap interval 5 (lima) garis kontur dibuat tebal dan ditulis angka elevasinya. 3. Pencatuman legenda pada gambar harus sesuai dengan apa yang ada di lapangan. 4. Penarikan kontur lembah/alur atau sadel bukit harus ada data elevasinya. 5. Detail penggambaran sungai harus genap terutama di sekitar lokasi rencana bendung. 6. Titik pengikat/referensi peta harus tercantum pada peta dan ditulis di bawah legenda. 7. Gambar kampung ,sungai dan rawa harus diberi nama & garis batas yang jelas. 8. Pada peta ikhtisar harus tercantum nama kampung, nama sungai, BM, jalan, jembatan, rencana bendung dan laing-lain tampakan yang ada di daerah pengukuran. 9. Format gambar etiket peta harus sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapkan titik poligon utama, poligon cabang dan poligon raai digambar
14
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
dengan sistemkoordinat (tidak diperkenankan digambar dengan cara grafis) 10. Apabila ada 2 kantor atau lebih, yang berdekatan dan hampir berimpit (misalnya batas kampung, tanggul, jalan, kelokan saluran) kontur digambarkan dengan garis-garis putus yang diperbesar. Berikut ini diperlihatkan contoh gambar patok BM
Gambar 6 Patok BM
B. PATOK POLIGON Patok poligon adalah sebagai kerangka dasar pemetaan yang memiliki titik-titik, dimana titik tersebut mempunyai sebuah koordinat X dan Y. Poligon memiliki beberapa jenis dipandang dari benntuk dan titik referensi yang digunakan sebagai sistem koordinat dan kontrol kualitas dari pengukuran poligon. Jenis-jenis poligon tersebut yakni : poligon tertutup, poligon terbuka tidak terikat/lepas, poligon terbuka tidak terikat sempurna dan poligon terbuka terikat sempurna. Berikut ini akan diuraikan tata cara-cara pengukuran poligon. a) Basis poligon meliputi medan ukur yang akan dipetakan. Poligon tersebut merupakan jarring-jaring tertutup (closed loop) dan diikatkan ke titik triangulasi yang ada atau ke titik-titik tetap poligon. Kaki-kaki poligon harus sepanjang mungkin dan sistem statif tetal (fixed tripod)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
15
seperti yang diuraikan di bawah ini akan dipakai untuk mendapatkan ketelitian yang disyaratkan. b) Apabila mungkin titik-titik triangulasi yang ada akan digunakan sebagai azimut awal dan azimut akhir. Titik-titik triangulasi yang digunakan harus saling berhubungan dengan titik triangulasi yang lainnya. c) Untuk mengontrol orientasinya, akan diadakan pengamatan azimuth matahari, jika titik-titik triangulasi yang sudah ada tidak terlihat lagi, dan/atau pada interval 25 titik di sepanjang masing-masing poligon. d) Statif harus ditempatkan pada tanah yang stabil untuk memperoleh hasil pengamatan sudut horizontal yang teliti. Poligon yang melalui daerah sawah harus diikuti secara hati-hati untuk menghindari lokasilokasi sulit di daerah genangan sawah atau pada pematang-pematang yang tidak stabil. e) Semua theodolit harus dalam keadaan baik dan setelahnya akan diperiksa terus selama pengamatan berlangsung. f)
Kolimasi akan diperiksa apabila melebihi 1 (satu menit). Pelaksana Pekerjaan harus menyiapkan semua catatan yang berkenaan dengan pemeriksaan dan penyesuaian peralatan yang dilakukan
g) Theodolit harus mampu mengukur sampai 1 (satu detik) dan dilengkapi dengan semua bagian Bantu yang diperlukan. h) Untuk menghindari kesahalan-kesalahan yang tidak perlu pada saat melakukan sentring maka perlu digunakan 4 buah statif dan 4 buah kiap (tribrach). Selama pengamatan berlangsung statif dan kiap tersebut harus tetap berada di satu titik. Di titik-titik di mana pekerjaan hari itu berakhir dan pekerjaan hari berikutnya mulai, sentring harus dilakukan dengan hati-hati. Hal yang sama berlaku juga pada waktu dilakukan pengamatan ulang di tempat yang sama. i)
Kedudukan Nivo kotak (circular buble), dan pengunting optik (optical plummet) harus sering diperiksa dengan bantuan unting-unting gantung (plump bob), dan penyesuaian-penyesuaian dilakukan bilamana perlu.
j)
Sebelum pengamatan dilakukan theodolit harus disetel sebaik-baiknya, pengukuran sudut horizontal dilakukan minimum 2 kali pengamatan untuk poligon utama, 1 kali pengamatan untuk poligon cabang.
16
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 7 Poligon terbuka
Gambar 8 Poligon tertutup
Gambar 9 Theodolit
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
17
C. LATIHAN 1.
Didalam pengukuran suatu lokasi pekerjaan ada namanya titik ikat referensi yang dilengkapi dengan koordinat, apa yang dimaksud dengan titik ikat sebagai referensi ?
2.
Sebutkan pengukuran menggunakan poligon ada beberapa macam, dan apa ke lebihannya dari masing-masing ?
3.
Apa yang dilakukan untuk menghindari kesahalan-kesalahan didalam pengukuran
D. RANGKUMAN 1.
Patok BM merupakan patok permanen yang terbuat dari beton yang berada di suatu tempat dengan koordinat global dan elevasi yang tetap atau sudah diketahui nilai XYZ. Penentuan koordinat dan elevasi patok BM tersebut menggunakan alat GPS dengan akurasi yang tinggi.
2.
Patok poligon adalah sebagai kerangka dasar pemetaan yang memiliki titiktitik, dimana titik tersebut mempunyai sebuah koordinat X dan Y.
3.
Poligon memiliki beberapa jenis dipandang dari benntuk dan titik referensi yang digunakan sebagai sistem koordinat dan kontrol kualitas dari pengukuran poligon.
4.
Jenis jenis poligon tersebut yakno : poligon tertutup, poligon terbuka tidak terikat/lepas, poligon terbuka tidak terikat sempurna dan poligon terbuka terikat sempurna.
18
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 4 PENGUKURAN TITIK KONTROL HORIZONTAL
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
19
PENGUKURAN TITIK KONTROL HORIZONTAL Indikator keberhasilan Dengan mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan mampu menerapkan pengukuran titik kontrol horizontal.
A. ARTI POSISI DAN JARAK HORIZONTAL Dalam ilmu ukur tanah posisi titik di muka bumi, misalnya titik A0 pada bidang datarnya dinyatakan oleh absis XA dan ordinat YA dalam sistem koordinat kartesian. Sebagai sumbu Y dalam sistem kartesian adalah dipilih garis meridian yang melalui satu titik. Pada gamabr di bawah meridian yang dipilih adalah meridian melalui titik O. Titik ini selanjutnya ditetapkan sebagai titik awal (titik nol) sistem koordinat. Sebagai sumbu X adalah garis tegak lurus (^ ) sumbu Y di titik nol.
P
Gambar 10 Arti posisi horizontal (Sumber: Purwohardjo, 1986)
Q
Keterangan: PQRS
: merupakan bidang datar (merupakan sebagian kecil permukaan ellipsoida)
Sumbu Y
: merupakan garis meridian melalui titik O
Sumbu X
: garis tegak lurus Y di titik O
20
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Garis O0O
: garis normal bidang PQRS
Garis A0A
: garis normal bidang PQRS (garis A0A // O0O)
XA, YA
: Koordinat planimetris titik A0
Z
: merupakan ketinggian A0 di atas bidang PQRS
Di dalam ilmu ukur tanah berlaku perjanjian-perjanjian sebagai berikut: 1. Sumbu Y positif dihitung ke arah Utara 2. Sumbu X positif dihitung kea rah Timur 3. Kwadran I terletak antara Y+ dan X+ 4. Kwadran II terletak antara Y- dan X+ 5. Kwadran III terletak antara Y- dan X6. Kwadran IV terletak antara Y+ dan X-
Gambar 11 Sistem pembagian kwadran (Sumber: Purwohardjo, 1986)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
21
Karena sudut-arah t bisa menempatkan diri dalam lingkaran antara 0o – 360o, sumbu koordinat akan membagi lingkaran atas empat kuadran yang ditentukan seperti yang terlihat pada Gambar 11 dimana : Kuadran I
: 0o – 90o
Kuadran III
: 180o – 270o
Kuadran II
: 90o – 180o
Kuadran IV
: 270o – 360o
Fungsi geometris sin, Cos, Tan dan Cotan sudut yang sama besar pada keempat kuadran dapat dibedakan menurut tandanya (+, -) dan oleh co-fungsi pada kuadran II dan IV sebagai pengganti fungsi pada kuadran I dan kuadran III, yaitu tI = tII - 90o =tIII - 180o = tIV - 270o. Dinyatakan dalam bentuk pembagian kuadran adalah sebagai berikut :
IV
I
o
Sin tIV = - Cos (tIV – 270 ) Cos tIV = + Sin (tIV – 270o) Sin tIII Cos tIII
III
Sin tI = + Cos tI = +
II
o
Sin tII = + Cos (tII – 90o) Cos tII = - Sin (tII – 90o)
= - Sin (tIII – 180 ) = - Cos (tIII – 180o)
∆
Catatan:
∆
Sin
Cos
Kwadran I di kanan atas maka fungsi
+
+
Kwadran I di kanan bawah, maka co-fungsi
+
-
Kwadran I di kiri bawah, maka fungsi
-
-
Kwadran I di kiri atas, maka co-fungsi
-
+
Co- fungsi ditentukan oleh tanda (+,-) yang berbeda. Contoh soal Berikut penyelesainnya terkait dengan perhitungan sudut jurusan adalah sebagai berikut: Diketahui koordinat 1(X1, Y1) dan 2(X2, Y2) sebagai berikut : Titik
X (meter)
22
Y (meter)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
1
999,990
999,984
2
1130,527
924,221
Hitung sudut jurusan α12 dan α21 ! Solusi: Gambar titik 1 dan 2 dalam sistem koordinat kartesian untuk memperoleh ilustrasi awal letak titik-titik tersebut pada kwadran ilmu ukur tanah! (Asumsi: sumbu Y sejajar dengan arah utara).
Dari posisi titik-titik tersebut maka terlihat bahwa sudut jurusan α12 terletak pada kwadran II dan sudut jurusan α21 terletak pada kwadran IV.
Hitung DX12, DY12, DX21 dan DY21! DX12
= X2 - X1
= + 130,537
DY12
= Y2 - Y1
= - 75,763 Terletak di kwadran II
DX21
= X1 - X2
= - 130,537
DY21
= Y1 - Y2
= + 75,763 Terletak di kwadran IV
Hitung α12 dan α21!
75,763 130,537
0,58039483
= 30o 07’ 50,37” + 90o (karena terletak di kwadran II)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
23
α12 = 120o 07’ 50,37” 75,763 130,537
0,58039483
= 30o 07’ 50,37” + 270o (karena terletak di kwadran IV) α 21 = 300o 07’ 50,37”
2. Diketahui koordinat 1(X1, Y1) dan 2(X2, Y2) sebagai berikut: Titik
X (meter)
Y (meter)
1
1000,000
1000,000
2
1500,000
1200,000
Hitung sudut jurusan α12 dan α21 ! Solusi: a.
Gambar titik 1 dan 2 dalam sistem koordinat kartesian. (Asumsi: sumbu Y sejajar dengan arah utara).
Dari posisi titik-titik tersebut maka terlihat bahwa sudut jurusan α12 terletak pada kwadran I dan sudut jurusan α21 terletak pada kwadran III.
b.
Hitung DX12, DY12, DX21 dan DY21!
24
DX12
= X2 - X1
= + 500,000
DY12
= Y2 - Y1
= + 200,000 Terletak di kwadran I
DX21
= X1 - X2
= - 500,000
DY21
= Y1 - Y2
= - 200,000 Terletak di kwadran III
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
c.
Hitung α12 dan α21!
500,000 200,000
2,5
500,000 200,000
2,5
α12 = 68o 11’ 54,93”
= 68o 11’ 54,93” + 180o (karena terletak di kwadran III) α 21 = 248o 11’ 54,93”
Catatan: Perhatikan rumusan penentuan sudut jurusan pada kwadran I & III berbeda dengan kwadran II & IV (penyebut dan pembilang pada rumus inverse tangen).
Gambar 12 Arti jarak (Sumber : Purworaharjdjo, 1986)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
25
Keterangan : AB
:
Jarak Mendatar
Ao Bo :
Jarak Miring
Bo B’
Beda Tinggi
:
Sementara itu pada Gambar 12 digambarkan arti dari jarak horizontal dimana titik Ao dan Bo terletak di permukaan bumi. Garis penghubung lurus AoBo disebut sebagai jarak miring (slope distance). Garis-garis Ao A dan Bo B merupakan garisgaris sejajar dan tegak lurus bidang PQRS. Jarak antara kedua garis ini disebut jarak mendatar dari Ao ke Bo (AB = Ao B’ = jarak mendatar / horizontal distance). Jarak B0 B’ disebut jarak tegak (vertical distance) dari Ao ke Bo dan lazim disebut sebagai beda tinggi. Sudut BoAo B’ disebut sebagai sudut miring dimana komplemennya (penyikunya) disebut sebagai sudut zenith. Antara sudut miring, jarak miring, jarak mendatar dan beda tinggi terdapat hubungan matematik sebagai berikut: Bila besar sudut miring BoAo B’ = m, komplemennya adalah z = (90-m), maka: a. Ao B’ = AB = Ao Bo cos m = Ao Bo sin z b. Bo B’ = Ao Bo sin m = Ao Bo cos z c. (Ao Bo )2 = (AB)2 + (Bo B’ )2
26
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
B. ARTI SUDUT MENDATAR DAN SUDUT JURUSAN
Gambar 13 Arti sudut mendatar dan sudut jurusan (Sumber: Purwohardjo, 1986) Pada gamabr di atas, sudut mendatar di A0 adalah sudut yang dibentuk oleh bidangbidang normal A0 Bo B A dengan A0 Co C A. Sudut BAC disebut sudut mendatar (BAC = b). Sudut antara sisi AB dengan garis Y’ yang sejajar dengan sumbu Y disebut sudut jurusan sisi AB, αAB. Sudut jurusan sisi AC adalah αAC. Dalam ilmu ukur tanah terdapat perjanjian untuk sudut jurusan sebagai berikut: ’Sudut jurusan satu sisi dihitung dari sumbu Y positif (arah utara) berputar searah putaran jarum jam (ke kanan) sampai sisi yang bersangkutan. Sudut jurusan mempunyai harga dari 0o sampai 360o.’ Dengan adanya perjanjian tersebut diatas maka dalam hal ini sudut mendatar yaitu b = αAC - αAB. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 14 dapat dimengerti bahwa koordinat titik A adalah (XA, YA), jarak mendatar dari A ke B adalah dAB, dari A ke C adalah dAC dan sudut jurusan dari A ke B adalah αAB, dari A ke C adalah αAC.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
27
Gambar 14 Penentuan posisi titik kerangka horizontal (Sumber: Purwohardjo, 1986) Penentuan koordinat B dilakukan dengan rumus: XB = XA + ∆XAB dan YB = YA + ∆YAB
(i)
Dimana ∆XAB = XB - XA dan ∆YAB = YB + YA Jika dAB, dan αAB diketahui ∆XAB dapat dihitung dengan cara Dengan cara yang sama maka dapat disubsitusi menjadi:
∆
∆
sehingga dari persamaan (i) di atas
XB = XA + dAB sin αAB dan YB = YA + dAB cos αAB
(ii)
XC = XA + dAC sin αAC dan YC = YA + dAC cos αAC
(Iii)
Apabila koordinat titik A, B dan C diketahui besarnya maka: (iv) (v)
28
(vi) (vii)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Dari gambar 14 dapat dimengerti bahwa αAB dan αBA berselisih 180o, sehingga αAB = αBA – 180o. Sebagai coontoh diperlihatkan ilustrasi pada gambar di bawah ini.
Gambar 15 Penentuan sudut jurusan Maka sudut jurusan αBC dapat dihitung dengan cara : α1B = αA1 + β1 - 180o. Apabila jumlah titik sudutnya adalah n buah maka diperoleh persamaan umum penentuan sudut jurusan : ∑
. 180
(viii)
C. METODE PENENTUAN POSISI HORIZONTAL Maksud dari penentuan posisi horizontal adalah menentukan koordinat titik baru dari satu atau beberapa titik yang telah diketahui koordinatnya. Metode penentuan posisi horizontal dapat dikelompokkan ke dalam metode penentuan titik tunggal (satu titik) dan metode penentuan banyak titik. Metode yang termasuk penentuan koordinat titik tunggal adalah sebagai berikut: 1. Metode Polar Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 16 metode polar adalah menghitung satu titik dari satu titik yang telah diketahui koordinatnya, sementara jarak AB (dAB) dan sudut jurusan AB (αAB) diukur di lapangan. Koordinat titik B dihitung dengan rumus: XB = XA + dAB sin αAB dan YB = YA + dAB cos αAB
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
(ix)
29
Gambar 16 Metode polar (Sumber: Purworahardjo, 1986) 2. Metode Perpotongan Ke Muka, Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 17 untuk metode perpotongan Ke Muka maka data yang diperlukan adalah diketahui koordinat A dan B yaitu (XA ,YA ) dan (XB ,YB ) serta diukur di lapangan sudut mendatar di A dan B yaitu β1 dan β2. Koordinat C dapat dihitung dengan menggunakan rumus sinus dan pertolongan garis tinggi (t).
Gambar 17 Metode perpotongan ke muka (Sumber: Purworahardjo, 1986)
30
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Di dalam modul ini hanya diuraikan ilustrasi menghitung koordinat C dengan rumus sinus. Segitiga ABC pada g ambar di atas mempunyai unsur-unsur β1, β2 γ =180o–(β1+β2)
dimana sudut mendatar
dan
jarak
mendatar
AB
(dAB)
dihitung dengan menggunakan rumus: dAB =
−
+
−
Dapat dihitung dBC sebagai berikut: =
.
=
.
Dari koordinat A, B dan sudut-sudut β1, β2 dapat dihitung αAB, αAC, dan αBC. Dimana: =
tan
=
−
dengan
− − =
koordinat C dapat dihitung:
+ 180 +
Xc = XA + dAC sin αAC dan Yc = YA + dAC cos αAC 3. Metode Perpotongan Ke Belakang. Pada metode perpotongan ke belakang minimal diketahui koordinat A, B dan C. Yaitu (XA ,YA ), ( XB ,YB ) dan ( XC ,YC ), sedangkan sudut-sudut mendatar di titik D yaitu γ1 dan γ2 diukur di lapangan. Untuk menentukan koordinat D dari A, B dan C dapat digunakan metode perpotongan ke belakang cara COLLINS dan CASSINI. Di dalam buku ini hanya diuraikan dengan cara COLLINS.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
31
Gambar 18 Metode perpotongan ke belakang cara COLLINS (sumber: Purworahardjo, 1986) Lingkaran melalui A, B, dan D memotong garis DC di H disebut titik penolong COLLINS. Dengan data dalam segitiga ABH dapat dihitung:
αAB, αAH:
. sin
αAH = αAB-
αHA = αAH-180o
dengan dAB dan αAB dapat dihitung dengan cara yang sama seperti pada rumus di atas. Koordinat H dihitung dengan XH=XA+dAHsin αAH dan YH=YA+dAHcos αAH. Oleh karena H terletak pada garis DC, maka:
dengan αHD=αDH + 180o. Sudut δ1 dan δ2 besarnya: δ1= αHD+- αHA dan δ2=180o-(ϒ1+ ϒ2+ δ1) maka koordinat H dapat dihitung dengan menggunakan rumus: XD=XA+dAD sin αAD= XH+dHD sin αHD 32
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
YD=YA+dAD cos αAD= YH+dHD cos αHD Dimana: =
=
=
sin
sin
+ −
+
. sin
. sin
;
;
Sedangkan metode yang termasuk penentuan koordinat banyak titik adalah sebagai berikut: (1). (2). (3).
Metode Poligon Metode Triangulasi Metode Trilaterasi
D. METODE POLIGON Metode Poligon adalah cara untuk penentuan posisi horizontal banyak titik dimana titik yang satu dengan lainnya dihubungkan satu dengan yang lain dengan pengukuran jarak dan sudut sehingga membentuk rangkaian titik-titik (Poligon). Ditinjau dari cara menyambungkan titik satu dengan yang lainnya Poligon dapat digolongkan sebagai Poligon terbuka, Poligon tertutup, Poligon bercabang atau kombinasi dari dua atau ketiganya. Gambar 18 sampai Gambar 21 memperlihatkan masing-masing tipe Poligon tersebut. Di dalam perhitungan poligon minimal satu titik diketahui koordinatnya, satu sudut jurusan atau αi (umumnya sudut jurusan awal), jarak antara masing-masing titik (dij) dan sudut-sudut mendatar (βi) harus diukur di lapangan.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
33
Gambar 19 Poligon terbuka (Hanya 1 titik kerangka yang diketahui – titik A)
Gambar 20 Poligon tertutup (Titik awal dan akhir pada satu titik yang diketahui – titik A)
Gambar 21 Poligon tertutup (Titik awal dan akhir pada titik yang berbeda dan diketahui – titik A dan titik B)
34
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 22 Poligon bercabang Pada gambar di bawah diperlihatkan suatu contoh poligon terbuka yaitu hanya satu koordinat titik yang diketahui yaitu titik A (XA, YA). Sudut jurusan dari A ke 1 atau A1, jarak-jarak mendatar dari satu titik ke titik lainnya d1, d2, d3, serta sudutsudut mendatar yaitu β1 dan β 2 diukur di lapangan.
Gambar 23 Poligon terbuka (sumber: Purworahardjo, 1986)
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
35
Untuk perhitungan banyak titik (poligon) yaitu titik 1, 2, dan 3 seperti di atas maka tahapan perhitungannya adalah sebagai berikut: =
+
− 180 ,
=
+
− 180 =
+
+
Koordinat titik-titik 1,2, dan 3 dihitung dari titik A dengan rumus: =
+
sin
;
=
=
+
sin
;
=
+
sin
+
=
+
sin
=
+
−
= ∆
=
;
cos
+ ∆
=
+
+ ∆
=
+ ∆
+ ∆
+ ∆
+
− 2
+
cos
+
+
sin
cos
;
− 2 180
cos
cos
+
+
sin
,
cos
=
= ∑ cos
+ ∆
ℎ + ∆
+ ∆
Apabila sudut jurusan α23 diketahui maka harus dipenuhi: − umum:
−
=
= ∑ sin
−
= ∑ cos = ∑
− mendatar.
−
180 , sehingga dapat ditulis persamaan secara
. 180 , dimana n menyatakan jumlah titik sudut
Karena pengukuran-pengukuran jarak dan sudut selalu dihinggapi kesalahan maka persamaan-persamaan diatas umumnya tidak dapat dipenuhi. Bila perbedaannya ditulis sebagai berikut: = (
= ( = (
36
−
−
−
) − ∑ sin
) − ∑ cos )−
−
. 180
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Sebelum koordinat titik 1, dan 2 dihitung sudut-sudut b1 dan selisih-selisih absis dan ordinat diberi koreksi terlebih dahulu agar persamaan-persamaan umum menjadi dipenuhi. Adapun koreksi-koreksi yang dimaksud adalah:
Koreksi untuk tiap-tiap sudut β besarnya adalah .
Koreksi untuk selisih-selisih ordinat besarnya adalah
Koreksi untuk selisih-selisih absis besarnya adalah
∑
.
.
∑
Rumus koreksi di atas disebut rumus koreksi BOWDITCH, sementara itu metode pemberian koreksi berdasarkan cara TRANSIT adalah sebagai berikut:
Koreksi untuk tiap-tiap sudut β besarnya adalah .
Koreksi untuk selisih-selisih ordinat besarnya adalah
∆
Koreksi untuk selisih-selisih absis besarnya adalah ∑
∆
∑
.
.
E. METODE TRIANGULASI Metode Triangulasi adalah titik yang satu dengan yang lainnya dihubungkan sedemikian hingga membentuk rangkaian segitiga atau jaring segitiga. Adapun besaran-besaran yang diukur di lapangan adalah setiap sudut dalam setiap segitiga disamping diperlukan satu titik yang koordinatnya diketahui sebelumnya, satu sisi segitiga diketahui jarak dan sudut jurusannya. Gambar di bawah memperlihatkan contoh rangkaian triangulasi.
Gambar 24 Triangulasi rangkaian segitiga
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
37
Pada gambar tersebut diketahui koordinat titik A (XA, YA), sudut jurusan A ke 1 yaitu A1 , jarak dari A ke 1 yaitu dA1 sementara diukur sudut-sudut mendatar dalam jaring triangulasi yaitu 1 , 2, 3 , 4, 5, 6 , 7 , 8 , dan 9. Karena sudut-sudut yang diukur di lapangan selalu dihinggapi kesalahan maka masing-masing sudut tersebut harus diberi koreksi sebesar (1+2+3) – 180O.
W,.W, dimana WI =
Hitung kemudian sudut jurusan setiap sisi.
Hitung jarak setiap sisi dari dA1 melalui sudut-sudut dalam segitiga denganmenggunakan rumus sinus
Dari titik A koordinat masing-masing titik 1, 2, 3 dan 4 dapat dihitung melalui
Cara poligon
F. METODE TRILATERASI Bentuk geometri trilaterasi adalah seperti triangulasi hanya perbedaannya bukan sudut-sudut yang diukur di lapangan tetapi semua sisi segitiga. Untuk menyelesaikan atau menghitung titik-titik pada rangkaian trilaterasi minimal harus diketahui satu koordinat misalnya titik A (XA, YA), sudut jurusan A ke 1
αA1, serta
diukur jarak dari A ke 1 dA1 , dan dA2. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar di bawah.
Gambar 25 Trilaterasi segitiga Pelaksanaan hitungan dengan metode trilaterasi adalah sebagai berikut:
38
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Dengan rumus cosinus dalam segitiga dapat dihitung sudut 1, 2 dan 3. Jika jumlah sudut-sudut tersebut tidak sama dengan 1800maka masingmasing sudut diberi koreksi sebesar
W,.W,
dimana WI = (1+2+3) –
180O. Contoh rumus cosinus untuk penentuan sudut 1, 2 dan 3 adalah sebagai berikut: =
− 2
−
=
− 2
−
=
− 2
−
Dari αA1 dapat dihitung sudut jurusan sisi lain, seperti pada cara triangulasi.
Dari titik A dapat dihitung koordinat titik-titik lain, misalnya seperti pada metode triangulasi.
Untuk memudahkan perhitungan, terutama untuk perhitungan banyak titik dan terdapat hitungan pemberian koreksi, dianjurkan untuk menggunakan tabel perhitungan seperti yang diperlihatkan pada tabel berikut.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
39
Tabel 1 Contoh tabel perhitungan koordinat banyak titik
G. PENGUKURAN POLIGON DENGAN SISTEM POLIGON TERIKAT SEPIHAK Bentuk poligon tertutup ada 2 bagian :
Bagian poligon tertutup tak terikat titik tetap
Bagian poligon tertutup terikat titik tetap
Bagian Poligon Tertutup Tak Terikat Titik Tetap Pada pengukuran poligon tertutup tak terikat titik tetap, titik awal akan menjadi titik akhir pengukuran namun koordinat dan ketinggiannya setiap titik ukur dari permukaan air laut tidak bisa ditentukan. Dalam perhitungan dan penggambarannya tidak diperlukan perhitungan - perhitungan dan ketentuan yang berlaku dalam pembuatan peta, seperti : a) Tidak ditentukan bidang datumnya (elipsoide, geode) b) Tidak ditentukan bidang proyeksinya (Universe Transverse Mercator, kerucut)
40
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
c) Tidak ditentukan sistim koordinatnya d) Tidak ditentukan utara bumi, utara grid dan utara magnit Dalam penggambaran petanya cukup dilakukan:
Skala peta ditentukan
Jarak sisi-sisi poligon
Besar sudut-sudut titik ukur poligon
Dari hasil pengukuran yang dihitung adalah:
a)
Perhitungan jarak
Jarak optis dihitung dengan persamaan: Jo = (ba – bb) x 100
Gambar 26 Pembacaan benang jarak pada bak ukur Keterangan: ba
= benang atas;
bb
= benang bawah;
bt
= benang tengah
100
= konstanta
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
41
jd
= jarak datar (akan dibahas lebih lanjut)
ba – bb = jarak optis pada rambu ukur
Gambar 27 Benang diafragma dalam teropong Keterangan : ba, bb = benang jarak (untuk menentukan jarak) bt
= benang tengah horizontal (untuk menentukan garis bidik beda tinggi)
bv
= benang tengah vertical (untuk menentukan garis bidik sudut horizontal)
Gambar 28 Kedudukan benang diafragma pada bak ukur
42
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
J = (ba – bb) x 100 = (2 -1,8) x100 = 20 m b)
Perhitungan sudut miring
Sudut miring zenith. Sudut miring zenith dihitung dari bidang vertical 90o
Gambar 29 Bagian lingkaran vertikal / sudut miring zenit
Sudut miring nadir. Sudut miring nadir dihitung dari bidang vertical = 0o
Gambar 30 Bagian lingkaran vertikal / sudut miring nadir
Sudut miring nadir ke sudut miring zenit Sudut miring nadir ke sudut miring zenith, persamaannya : αZ = 90o - αN
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
43
Keterangan : αZ = sudut zenith; αN = sudut nadir 90o = konstanta
Sudut miring zenit ke sudut miring nadir Sudut miring zenit ke sudut miring nadir, persamaannya : αN = 90o - αZ
c)
Perhitungan jarak normal dan datar dengan sudut miring nadir :
Jarak normal dapat dihitung dengan persamaan: Pada rambu ukur: jn = (ba – bb) x cosα Pada permukaan tanah : jn = (ba – bb) x cosα x100 Jarak datar dihitung dengan persamaan : jd = jn x cosα = jo x (cosα)2
d)
Perhitungan jarak normal dan datar dengan sudut miring zenit:
Jarak normal dapat dihitung dengan persamaan: Pada rambu ukur: jn = (ba – bb) x sinα Pada permukaan tanah : jn = (ba – bb) x sinα x100
Jarak datar dihitung dengan persamaan:
jd = jn x sinα = jo x (sinα)2
Gambar 31 Bagan jarak optis dan jarak di permukaan tanah
44
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Keterangan: α sudut miring; A→ba A→B; B→bb A→B; P→bt
A→B.
0→bt = 1→P; A→B = jarak normal pada rambu ukur; 0→1 = P→bt = jarak normal (jn) pada permukaan tanah
e)
Perhitungan beda tinggi antar titik ukur
Beda tinggi antartitik ukur dihitung dengan persamaan:
t = jo x sin α x cos α
Gambar 32 Pengukuran beda tinggi Keterangan : t = beda tinggi antara titik 0→1 α = sudut miring P→0 = Q→1 Untuk mengetahui kebenaran/kesalahan persamaannya sebagai berikut
hasil
pengukuran
beda
tinggi,
Kalau benar ⇒ h = HAKHIR - HAWAL= (∑ t+) + (∑ t-) = hP = 0 Kalau salah ⇒ hP
h
(∑ t+) + (∑ t-)
0
Kesalahan beda tinggi ⇒ e = hP - h
∑ t+
= Jumlah beda tinggi positif
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
45
f)
= Jumlah beda tinggi negatif
H
= Hitungan beda tinggi antara titik awal dan akhir pengukuran
hP
= Perhitungan beda tinggi antara titik awal dan akhir pengukuran
e
= Kesalahan beda tinggi antara titik awal dan akhir pengukuran
Perhitungan koreksi kesalahan beda tinggi
∑ t = = (∑ t+) + (∑ t-) ⇒ (jumlah total)
Koreksi kesalahan tiap m beda tinggi (k) = e / ∑ t Koreksi beda tinggi tiap titik ukur (k’) = k x t
t = beda tinggi antartitik ukur
Beda tinggi antartitik ukur setelah dikoreksi (t’) = t + k’
g)
∑ t-
Menghitung ketinggian titik ukur terhadap ketinggian lokal
Ketinggian titik ukur tehadap titik permukaan air laut persamaannya adalah: Hn = Hn-1 + t‟n Keterangan: Hn
= Ketinggian titik ukur yang dicari .
t’n
= Beda tinggi antar titik ukur
Hn-1 laut
= Titik ukur yang telah ditentukan harga ketinggiannya dari permuaan air
h)
Perhitungan sudut horizontal
Untuk mengetahui kebenaran hasil pengukuran sudut horizontal persamaannya sebagai berikut: Sudut dalam⇒ ∑ β = (n -2) x 180o Sudut luar ⇒ ∑ β = (n +2) x 180o 46
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 33 Pengukuran poligon tertutup tak terikat titik tetap
Gambar 34 Penentuan sudut luar pada poligon tertutup tak terikat titik tetap Keterangan : ∑β
= Jumlah sudut dalam/luar titik ukur poligon
n
= Jumlah titik ukur poligon
2
= Konstanta
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
47
180o
= Konstanta = Jalannya jalur ukuran
i)
Menghitung besar sudut titap titik ukur
Perhitungan besar sudut horizontal pada setiap titik ukur dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Perhitungan sudut disebelah kiri jalur ukuran Sudut disebelah kiri jalur persamaannya adalah: β = αM - αB
Gambar 35 Kedudukan sudut di kiri jalur ukuran Keterangan: β
= Besar sudut tiap titik ukur
αM
= Pembacaan sudut jurusan ke depan
αB
= Pembacaan sudut jurusan ke belakang = Arah jalur ukuran = Arah pembacaan sudut jurusan
Perhitungan sudut disebelah kanan jalur ukuran Sudut disebelah kanan jalur persamaannya adalah: β = αB - αM
48
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 36 Kedudukan sudut di kanan jalur ukuran Keterangan: β
= Besar sudut tiap titik ukur
αM
= Pembacaan sudut jurusan ke depan
αB
= Pembacaan sudut jurusan ke belakang = Arah jalur ukuran = Arah pembacaan sudut jurusan
Gambar 37
Catatan: Kedudukan lingkaran horizontal tidak bergerak Kedudukan teropong dapat bergerak ke posisi titik bidik
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
49
H. LATIHAN 1.
Apa yang dimaksud dengan metode penentuan posisi horizontal
2.
Bagaimana caranya menentukan panjang jarak dari suatu pengukuran ?
3.
Ceritakan bagaimana menentukan besaran sudut suatu pengukuran agar dapat mudah untuk dipahami ?
I. RANGKUMAN 1.
Dalam ilmu ukur tanah posisi titik di muka bumi, misalnya titik A0 pada bidang datarnya dinyatakan oleh absis XA dan ordinat YA dalam sistem koordinat kartesian.
2.
Maksud dari penentuan posisi horizontal adalah menentukan koordinat titik baru dari satu atau beberapa titik yang telah diketahui koordinatnya. Metode penentuan posisi horizontal dapat dikelompokkan ke dalam metode penentuan titik tunggal (satu titik) dan metode penentuan banyak titik.
3.
Maksud dari penentuan posisi horizontal adalah menentukan koordinat titik baru dari satu atau beberapa titik yang telah diketahui koordinatnya. Metode penentuan posisi horizontal dapat dikelompokkan ke dalam metode penentuan titik tunggal (satu titik) dan metode penentuan banyak titik. Metode yang termasuk penentuan koordinat titik tunggal adalah sebagai berikut: a) Metode Polar, b) Metode Perpotongan Ke Muka, c) Metode Perpotongan Ke Belakang. Sedangkan metode yang termasuk penentuan koordinat banyak titik adalah sebagai berikut: a) Metode Poligon b) Metode Triangulasi c) Metode Trilaterasi
4.
Karena sudut-arah t bisa menempatkan diri dalam lingkaran antara 0o – 360o,sumbu koordinat akan membagi lingkaran atas empat kwadran yang ditentukan sebagai berikut: Kuadran I Kuadran II
50
: 0o – 90o : 90o – 180o
Kuadran III : 180o – 270o Kuadran IV : 270o – 360o
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Fungsi geometris sin, cos, tan dan cotan sudut yang sama besar pada keempat kuadran dapat dibedakan menurut tandanya (+, -) dan oleh co-fungsi pada kuadran II dan IV sebagai pengganti fungsi pada kuadran I dan kuadran III, yaitu tI = tII - 90o =tIII - 180o = tIV - 270o. Dinyatakan dalam bentuk pembagian kuadran adalah sebagai berikut :
IV
I
Sin tIV
= - Cos(tIV – 270 0)
Sin tI
= +
Cos tIV
= + Sin(tIV – 270 0)
Cos tI
= +
Sin tIII
= - Sin(tIII – 180 0)
Sin tII
= + Cos(tII – 90 0)
Cos tIII
= - Cos(tIII – 180 0)
Cos tII
= - Sin(tII – 90 0)
III
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
III
51
52
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 5 PENGUKURAN TITIK KONTROL VERTIKAL
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
53
PENGUKURAN TITIK KONTROL VERTIKAL Indikator keberhasilan Dengan mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan mampu menerapkan pengukuran titik kontrol vertikal.
A. PENGUKURAN KERANGKA KONTROL VERTIKAL DENGAN METODA SIPAT DATAR ATAU WATERPASSING Pengukuran beda tinggi bermaksud untuk menentukan beda tinggi antara titik-titik di muka bumi serta menentukan ketinggian terhadap suatu bidang referensi atau bidang datum ketinggian tertentu. Per defnisi bidang referensi atau bidang datum adalah suatu bidang nivo tertentu dimana ketinggian titik-titik mulai dihitung. Bidang geoid atau permukaan air laut rata-rata (mean sea level/MSL) merupakan bidang referensi ketinggian yang umum digunakan di dalam praktek. Bidang nivo sendiri merupakan suatu permukaan dimana arah gaya berat pada setiap titik padanya selalu tegak lurus. Contoh sederhana dari bidang nivo adalah permukaan air dalam keadaan tenang seperti permukaan air di dalam gelas, permukaan air danau atau air laut. Sementara itu ketinggian didefinisikan sebagai jarak tegak di bawah atau di atas bidang referensi. Beda tinggi antara dua titik adalah merupakan jarak tegak antara dua bidang nivo yang melalui kedua titik tersebut. Di dalam pengukuran beda tinggi dikenal istilah benchmark yaitu suatu titik tetap yang diketahui ketinggiannya terhadap suatu bidang referensi tertentu. Ujung dari benchmark ini dapat terbuat dari pilar beton dengan tanda diatas/disampingnya sebagai titik ketinggiannya. Pengukuran beda tinggi antara dua titik dapat ditentukan dengan cara-cara antara lain sebagai berikut: 1. Cara Sipat Datar, 2. Cara Trigonometris, 3. Cara Barometris.
54
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Cara sipat datar memberikan ketelitian hasil pengukuran yang lebih baik dibandingkan kedua cara lainnya (Purworahardjo, 1986). Di dalam buku ini hanya diuraikan mengenai cara pengukuran beda tinggi dengan cara sipat datar.
B. PROSEDUR PENGUKURAN KERANGKA KONTROL VERTIKAL Pada pengukuran jarak secara optis dapat kita menentukan suatu jarak atas dasar sudut paralaktis dan suatu rambu dasar. Pengukuran jarak secara optis pada saat ini sebenarnya sudah agak jarang digunakan karena adanya peralatan ukur tanah dengan cara elektronis saat ini (Frick, 1979). Pada pembacaan alat ukur sipat datar terdapat tiga benang mendatar diafragma yang digunakan sebagai acuan untuk membaca tinggi titik pada rambu. Ketiga benang tersebut adalah benang mendatar atas (BA), benang mendatar tengah (BT) benang mendatar bawah (BB). Ketiga benang pada teropong sipat datar tersebut seperti gambar di bawah ini.
Gambar 38 Benang diafragma pada teropong alat sipat datar Dengan mengikuti geometri jalannya sinar bayangan dari benang-benang mendatar pada rambu dapat dibuktikan rumus jarak optis adalah sebagai berikut: D = K (BB – BA) + Ko
(x)
dimana: BB = pembacaan skala rambu menggunakan benang bawah BA = pembacaan skala rambu menggunakan benang atas Ko = c + f = konstanta Oleh pabrik pembuat alat jarak benang atas dan bawah dibuat sedemikian rupa sehingga umumnya:
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
55
=
= 100,
ℎ
(
)
Karena membaca skala rambu dengan benang atas dan benang bawah masing masing sering mempunyai keragu-raguan ± 1mm, maka karena faktor 100 (BB-BA) akan memberikan keragu-raguan pada jarak optis D sebesar 100 x 2 mm = 0,2 mm, dimana harga ini lebih besar dari Ko , sehingga Ko dapat diabaikan. Dengan demikian rumus jarak optis dapat ditulis: D = 100 (BB – BA)
(xi)
1. Tahapan-tahapan pengukuran kerangka dasar vertikal Keadaan lapangan serta jarak antara kedua titik yang hendak ditentukan beda tingginya sangat menentukan pada pengukuran beda tinggi antara dua titik dengan alat sipat datar. Persyaratan yang harus dipenuhi sebelum alat sipat datar digunakan adalah garis bidik harus sejajar dengan garis jurusan nivo. Karena interval skala rambu umumnya 1cm maka agar kita dapat menaksir bacaan skala dalam 1cm dengan teliti, jarak antara alat sipat datar dengan rambu (jarak pandang) disarankan tidak lebih besar dari 60m. Jadi jarak antara dua titik yang akan diukur beda tingginya tidak lebih besar dari 120 m dan alat sipat datar ditempatkan ditengah-tengah. Ada beberapa istilah yang sering digunakan di dalam pengukuran beda tinggi dengan alat sipat datar yaitu: a) Stasion adalah titik dimana rambu ukur ditegakkan dan bukan tempat dimana alat sipat datar ditempatkan. Pada pengukuran horizontal, stasion adalah titik dimana alat theodolit ditempatkan. b) Tinggi alat adalah tinggi garis bidik di atas tanah (di atas stasion) dimana alat sipat datar didirikan. c) Tinggi garis bidik adalah tinggi garis bidik di atas bidang referensi ketinggian (permukaan air laut rata-rata). d) Pengukuran ke belakang adalah pengukuran ke rambu yang ditegakkan di stasion yang diketahui ketinggiannya, maksudnya untuk mengetahui tingginya garis bidik. Rambunya disebut rambu belakang.
56
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
e) Pengukuran ke muka adalah pengukuran ke rambu yang ditegakkan di stasion yang belum diketahui ketinggiannya. Rambunya disebut rambu muka. f)
Titik putar adalah stasion dimana pengukuran ke belakang dan ke muka dilakukan pada rambu yang ditegakkan di stasion tersebut.
g) Stasion antara adalah titik antara dua titik putar, dimana hanya dilakukan pengukuran ke muka untuk menentukan ketinggian stasion tersebut. h) Seksi adalah jarak antara dua stasion yang berdekatan, yang sering pula disebut dengan istilah ”slag”. Untuk memberikan ilustrasi dari istilah-istilah diatas adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 39 Ilustrasi istilah pengukuran beda tinggi (sumber: Purworahardjo, 1986) Keterangn: A, B dan C
: Stasion
X
: Stasion antara
Jika stasion A diketahui tingginya maka : (1)
: Pengukuran ke belakang
B
: Rambu belakang
(2)
: Pengukuran ke muka
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
57
M
: Rambu muka
Dari pengukuran (1) dan (2), tinggi stasion B diketahui maka : (3)
: Pengukuran ke belakang
(4)
: Pengukuran ke muka
B
: Stasion titik putar
Jarak AB dan BC
: Seksi atau slag
ti
: Tinggi alat
Ti
: Tinggi garis bidik
Dari istilah-istilah diatas maka pengertian beda tinggi antara dua titik akan didefinisikan sebagai selisih pengukuran ke belakang dan pengukuran ke muka. Cara-cara pengukuran dengan alat sipat datar adalah sebagai berikut: 2. Cara Pertama Alat sipat datar ditempatkan di stasion yang diketahui ketinggiannya. Dengan demikian dengan mengukur tinggi alat, tinggi garis bidik dapat dihitung. Apabila pembacaan rambu di stasion lain diketahui maka tinggi stasion ini dapat pula dihitung seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah. Untuk mengitung tinggi stasion B digunakan rumus sebagai berikut: HB = T – b; HB = HA + ta – b; HB = HA + hAB Cara demikian disebut juga cara tinggi garis bidik. Terdapat beberapa catatan dengan kondisi seperti diatas yaitu sebagai berikut: a)
ta dapat dianggap hasil pengukuran ke belakang karena stasion A diketahui tingginya. Dengan demikian beda tinggi dari A ke B yaitu hAB = ta – b. Hasil ini menunjukkan bahwa hAB adalah negatif (karena ta < b) sesuai dengan keadaan dimana stasion B lebih rendah dari stasion A.
b)
Beda tinggi dari B ke A yaitu hBA = b - ta hasilnya adalah positif. Jadi apabila HB dihitung dengan rumus HB = HA + hAB hasilnya tidak sesuai dengan keadaan dimana B harus lebih rendah dari A.
58
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
c)
Dari (a) dan (b) dapat disimpulkan bahwa hBA = - hAB agar diperoleh hasil sesuai dengan keadaan sebenarnya
Gambar 40 Cara pertama pengukuran dengan alat sipat datar (sumber: Purworahardjo, 1986) Keterangan: tA
: Tinggi alat di A
T
: Tinggi garis bidik
HA
: Tinggi stasion A
b
: Bacaan rambu di B
HB
: Tinggi stasion B
hAB
: Beda tinggi dari A ke B = tA – b
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
59
3. Cara kedua
Gambar 41 Cara kedua dengan alat sipat datar (sumber: Purrwohardjo, 1986) Alat sipat datar ditempatkan diantara dua stasion (tidak perlu segaris) seperti yang diperlihatkan pada gambar di atas. Dari gambar tersebut dapat dimengerti bahwa beda tinggi : hAB = a – b dan hBA = b – a Bila tinggi stasion A adalah HA, maka tinggi stasion B adalah: HB = HA + hAB = HA + a – b = T - b dan bila tinggi stasion B adalah HB maka tinggi stasion A adalah HA = HB + hBA = HB + b – a = T – a. 4. Cara ketiga Alat sipat datar tidak ditempatkan diantara atau pada stasion seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut.
60
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 42 Cara ketiga dengan alat sipat datar (sumber: Purrwohardjo, 1986) Dari gambar tersebut dapat dimengerti bahwa: hAB = a – b dan hBA = b – a Bila tinggi stasion C adalah HC, maka tinggi stasion B adalah: HB = HC + tC – b = T - b dan HA = HC + tC – a = T – a. Bila tinggi stasion A diketahui maka HB = HA + hAB = HA + a – b dan bila tinggi stasion B diketahui maka HA = HB + hBA = HB + b – a. Dari ketiga cara diatas, cara kedua akan memberikan hasil lebih teliti dibandingkan kedua cara lainnya. Pada cara pertama pengukuran tA kurang teliti dibandingkan dengan pengukuran b. Pada cara ketiga pembacaan a kurang teliti pembacaan a kurang teliti dibandingkan dengan pembacaan b. Sedangkan pada cara kedua pembacaan a dan b dapat diusahakan sama teliti yaitu dengan menempatkan alat sipat datar tepat ditengah-tengah antara stasion A dan B (jarak pandang ke A = jarak pandang ke B). Disamping itu dengan cara demikian hasil ukuran akan bebas dari pengaruh kesalahan-kesalahan garis bidik, refraksi udara serta kelengkungan bumi.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
61
C. MACAM-MACAM PENGUKURAN Tergantung dari maksud dan tujuannya pengukuran sipat datar digolongkan ke dalam: a)
Pengukuran sipat datar memanjang. Digunakan apabila jarak antara dua stasion yang akan ditentukan beda tingginya sangat berjauhan (di luar jangkauan jarak pandang). Jarak antara kedua stasion tersebut dibagi dalam jarak-jarak pendek yang disebut seksi atau slag. Jumlah aljabar beda tinggi setiap seksi akan menghasilkan beda tinggi antara kedua stasion tersebut.
b)
Pengukuran profil memanjang. Digunakan untuk menentukan ketinggian titik- titik sepanjang garis tertentu (profil memanjang), misalnya profil lapangan (tanah asli) sepanjang garis rencana jalan/rencana saluran irigasi (garis proyek).
c)
Pengukuran profil melintang (cross sectioning). Digunakan untuk menentukan ketinggian titik-titik sepanjang garis tegak lurus garis proyek.
d)
Pengukuran sipat datar luas. Digunakan untuk menentukan ketinggian titiktitik yang menyebar dengan kerapatan tertentu untuk membuat garis-garis ketinggian (kontur).
e)
Pengukuran sipat datar resiprokal. Pengukuran sipat datar dimana alat sipat datar tidak ditempatkan di antara dua stasion. Misalnya pengukuran sipat datar menyeberangi sungai/lembah yang lebar.
f)
Pengukuran sipat datar teliti. Pengukuran sipat datar yang menggunakan aturan serta peralatan sipat datar teliti.
Di dalam silabus Ilmu Ukur Tanah, macam pengukuran yang termasuk dalam pembahasan adalah dari no. 1 sampai dengan no.4. 1. Pengukuran Sipat Datar Memanjang Misalkan titik A dan B akan ditentukan beda tingginya. Jarak antara A dan B kurang lebih 0,6km. Dengan sipat datar memanjang jarak A dan B dibagi ke dalam seksi-seksi. Jarak setiap seksi kurang lebih 100m. Setiap seksi kemudian diukur beda tingginya. Jumlah beda tinggi setiap seksi dari A ke B akan memberikan beda tinggi dari A ke B.
62
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 43 Pengukuran sipat datar memanjang Keterangan : 1 ,2 ,3, 4, 5
: Titik putar
bi
: Bacaan rambu belakang (A diketahui tingginya)
mi
: Bacaan rambu muka
(a).
Misalkan titik A diketahui tingginya maka rambu yang diletakkan di titik A selanjutnya disebut rambu belakang. Rambu yang lain diletakkan di titik putar 1 dan alat waterpas diletakkan diantara stasion A dan titik 1 atau pada seksi I. Pertama kali baca rambu b1 kemudian rambu m1.
(b).
Pindahkan rambu b1 ke titik 2 dan selanjutnya disebut rambu m2 . Alat ukur diletakkan antara titik 1 dan 2 dan disebut sebagai seksi II. Rambu yang di titik 1 selanjutnya disebut sebagai rambu b2.
(c).
Pindahkan rambu b2 ke titik 3 dan selanjutnya disebut rambu m3 . Alat ukur diletakkan antara titik 2 dan 3 dan disebut sebagai seksi III. Rambu yang di titik 2 selanjutnya disebut sebagai rambu b3. Demikian seterusnya sampai ke pengukuran b6 dan m6 .
(d).
Untuk perhitungan beda tinggi setiap seksi adalah sebagai berikut: hi = bi – mi , sedangkan beda tinggi antara A dan B adalah :
Maka tinggi HB=HA+hAB
Catatan:
Pada di atas banyaknya seksi n = 6.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
63
Bacaan benang tengah BT ke rambu belakang bi dan ke rambu muka mi masing- masing seksi harus dicatat pada saat pengukuran.
Untuk mengontrol pembacaan BT dan untuk mendapatkan jarak optis (D) dibaca juga BA dan BB, dimana BT = ½ (BB-BA) dan D = 100 (BB – BA).
Jika titik A dan B diketahui ketinggiannya maka untuk setiap seksi harus diberikan koreksi ∆hi agar ketinggian titik 1-5 dihitung dari A atau B memberikan hasil yang sama. Besarnya ∆hi dihitung dengan rumus: ∆ℎ =
1
.
Dimana : n
: Jumlah seksi
W
: Salah penutup tinggi = hAB - hˆ AB
hAB
: Σhi
hˆ AB
: HB - HA
Koreksi = - Kesalahan atau ∆h = - W 2. Pengukuran Profil memanjang Pengukuran profil memanjang adalah untuk menentukan ketinggian titik-titik sepanjang suatu garis rencana proyek sehingga dapat digambarkan irisan tegak keadaan lapangan sepanjang garis rencana proyek tersebut. Gambar irisan tegak keadaan lapangan sepanjang garis rencana proyek disebut profil memanjang. Di lapangan, sepanjang garis rencana proyek dipasang patok-patok dari kayu atau beton yang menyatakan sumbu proyek. Patok-patok ini digunakan untuk pengukuran profil memanjang seperti yang diperlihatkan pada berikut.
64
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 44 Garis rencana proyek Keterangan: =========
: Garis rencana proyek (misal jalan baru)
A, 1, 2, 3, B
: Patok-patok sepanjang garis rencana proyek
A
: Patok awal diketahui tingginya
B
: Patok akhir
Sepanjang garis rencana proyek dari A ke B akan digambarkan irisan tegak permukaan tanahnya. Terlebih dahulu dipasang patok-patok sepanjang garis proyek misalnya titik 1, 2 dan 3. Jarak masing-masing seksi kurang lebih 100m. Dengan sipat datar memanjang ketinggian titik 1, 2, 3 dan B akan ditentukan dari titik A. Prosedur pengukuran profil memanjang dapat menggunakan prosedur seperti sipat datar memanjang, hanya jarak antara masing-masing seksi diperpendek. Disamping itu jumlah titik patok pada garis proyek diusahakan sebanyak (serapat) mungkin agar diperoleh deskripsi bentuk permukaan tanah mendekati bentuk aslinya. Rumus untuk perhitungan beda tinggi dapat digunakan seperti pada sipat datar memanjang. Prosedur penggambaran Untuk menggambarkan profil memanjang terlebih dahulu harus ditentukan skala untuk jarak dan tinggi. Karena jarak dan akan lebih panjang dari tinggi maka skala untuk jarak dan tinggi diambil berbeda. Skala jarak lebih kecil dari skala tinggi. Misalnya skala jarak 1: 1000 sedangkan skala tinggi 1:100.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
65
Untuk efisiensi penggunaan kertas gambar, sebaiknya ketinggian titik-titik ditranslasikan terhadap bidang persamaan ketinggian, sehingga titik-titik terhadap bidang persamaan akan menjadi lebih kecil. Penggambaran akan lebih cepat jika dilakukan diatas kertas milimeter. Dibuat 4 garis mendatar, dimana garis pertama merupakan bidang persamaan. Pada garis kedua ditentukan titiktitik yang diukur disesuaikan dengan jarak dan skala jarak. Diantara garis kedua dan ketiga dituliskan jarak pada garis tegak di titik-titik yang diukur. Diantara garis ketiga dan keempat dituliskan angka ketinggian yang sesungguhnya untuk setiap titik.
Gambar 45 Gambar profil memanjang 3. Pengukuran profil melintang Profil melintang diperlukan untuk mengetahui profil lapangan pada arah tegak lurus garis rencana proyek atau untuk mengetahui profil lapangan ke arah yang membagi sudut sama besar antara dua garis rencana yang berpotongan seperti diperlihatkan pada Gambar 5.9 dimana arah pengukuran dari A ke B. Profil melintang dalam gambar tersebut mempunyai dua sisi yaitu sisi kiri dan sisi kanan. Proses pengukuran, perhitungan serta proses penggambarannya serupa dengan profil memanjang.
66
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 46 Profil melintang 4. Pengukuran sipat datar luas Untuk merencanakan bangunan-bangunan, seringkali ingin diketahui keadaan tinggi rendahnya permukaan tanah. Untuk itu dilakukan pengukuran sipat datar luas dengan mengukur sebanyak mungkin titik-titik detail. Kerapatan dan letak titik detail diatur sesuai dengan keperluan. Makin rapat titik akan dapat memberikan gambaran permukaan tanah lebih baik. Bentuk permukaan tanah akan digambarkan oleh garis-garis yang menghubungkan titik-titik yang mempunyai ketinggian yang sama atau lazim disebut garis kontur. Supaya pengukuran lebih berjalan dengan cepat maka tempatkan alat sipat datar sedemikian rupa sehingga dari tempat tersebut dapat dibidik sebanyak mungkin titik-titik di sekitarnya.
Gambar 47 Sipat datar luas
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
67
Cara pengukuran sipat datar luas adalah dengan memasang patok-patok mengikuti pola grid (bujursangkar/kotak-kotak) seperti pada gambar di atas. Kemudian satu tempat dipilih sebagai posisi alat ukur. Dari tempat ini akan dibidik titik-titik di sekitarnya, jika ada beberapa titik tidak terlihat pindahkan alat ke titik yang telah diukur sebelumnya dan memungkinkan untuk membidik titik yang sebelumnya tidak kelihatan tersebut. Perhitungan beda tinggi atau ketinggian titik-titik detail adalah seperti profil memanjang. Untuk proses penggambaran adalah dengan menggunakan skala untuk jarak dan tinggi masing-masing titik detail tersebut. Selanjutnya di dalam penggambaran garis kontur adalah dengan menggunakan teknik interpolasi yaitu garis diestimasi dengan menggunakan informasi ketinggian masingmasing titik- titik detail.
D. LATIHAN 1.
Bagaimana cara menentukan prosedur pengukuran kerangka kontrol vertikal.
2.
Apa yang dimaksud dengan :
3. 4.
a.
Stasion
b.
Tinggi alat
c.
Tinggi garis bidik
d.
Pengukuran ke muka
e.
Titik putar
f. Stasion antara dan g. Seksi Bagaimana caranya menentukan prosedur penggambaran suatu profil jalan Di dalam silabus Ilmu Ukur Tanah, macam pengukuran yang termasuk dalam pembahasann y a
E. RANGKUMAN 1. Pengukuran beda tinggi bermaksud untuk menentukan beda tinggi antara titik-titik di muka bumi serta menentukan ketinggian terhadap suatu bidang referensi atau bidang datum ketinggian tertentu 2. Pengukuran beda tinggi antara dua titik dapat ditentukan dengan cara-cara antara lain sebagai berikut:
68
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
a) Cara Sipat Datar, b) Cara Trigonometris, c) Cara Barometris. 3. Keadaan lapangan serta jarak antara kedua titik yang hendak ditentukan beda tingginya sangat menentukan pada pengukuran beda tinggi antara dua titik dengan alat sipat datar. Persyaratan yang harus dipenuhi sebelum alat sipat datar digunakanadalah garis bidik harus sejajar dengan garis jurusan nivo. 4. Tergantung dari maksud digolongkan ke dalam:
dan
tujuannya
pengukuran
sipat
datar
a ) Pengukuran sipat datar memanjang. Digunakan apabila jarak antara dua stasion yang akan ditentukan beda tingginya sangat berjauhan (di luar jangkauan jarak pandang). b) Pengukuran profil memanjang. Digunakan untuk menentukan ketinggian titik- titik sepanjang garis tertentu (profil memanjang), misalnya profil lapangan (tanah asli) sepanjang garis rencana jalan/rencana saluran irigasi (garis proyek). c) Pengukuran profil melintang (cross sectioning). Digunakan untuk menentukan ketinggian titik-titik sepanjang garis tegak lurus garis proyek. d) Pengukuran sipat datar luas. Digunakan untuk menentukan ketinggian titik-titik yang menyebar dengan kerapatan tertentu untuk membuat garis-garis ketinggian (kontur). e) Pengukuran sipat datar resiprokal. Pengukuran sipat datar dimana alat sipat datar tidak ditempatkan di antara dua stasion. Misalnya pengukuran sipat datar menyeberangi sungai/lembah yang lebar. f)
Pengukuran sipat datar teliti. Pengukuran sipat datar yang menggunakan aturan serta peralatan sipat datar teliti.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
69
70
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 6 METODE PENGUKURAN DETAIL SITUASI
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
71
METODE PENGUKURAN DETAIL SITUASI Indikator keberhasilan Dengan mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan mampu menerapkan metode pengukuran detail situasi.
A. METODE TACHIMETRI Untuk pengukuran situasi seringkali digunakan cara TACHYMETRY yaitu untuk pemetaan luas dengan bentuk-bentuk detail yang tidak beraturan. Dengan cara ini juga bentuk permukaan tanah dapat dengan mudah dipetakan. Jadi yang dimaksud dengan pemetaan situasi atau detail adalah memetakan semua unsur-unsur yang ada di permukaan tanah pada suatu area atau luasan tertentu. Unsur-unsur yang dimaksud dapat berupa unsur alam seperti ketinggian tanah, batas vegetasi, batas sungai maupun unsur buatan manusia seperti bangunan, saluran air, pagar. Untuk dapat memetakan dengan cara tachymetry diperlukan alat yang dapat mengukur arah dan sekaligus jarak seperti pada Theodolit WILD-T0. Dengan alat tersebut dapat diukur besarnya sudut tegak dan jarak optis karena pada teropongnya menggunakan benang silang diafragma (BA, BT dan BB). Dari jarak optis dan sudut tegak dapat dihitung jarak mendatar dan beda tingginya. Tergantung jaraknya dengan cara diatas titik-titik detail dapat diukur dari titik kerangka dasar atau titik ikat dan atau dari titik penolong yang diikatkan ke titik kerangka dasar/titik ikat. Besaran-besaran yang diukur adalah arah utara peta (dapat juga dengan bantuan kompas), jarak (optis) dan sudut tegak.
72
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Gambar 48 Pengukuran titik-titik situasi Pada Gambar 48 terdapat bangunan yang mempunyai pojok-pojok bangunan dari titik a sampai h yang disebut titik-titik situasi (untuk unsur buatan). Titik 1, 2 dan 3 merupakan titik kerangka dasar atau titik ikat yang berfungsi sebagai stasion penempatan alat ukur. Tujuan dari pengukuran situasi seperti pada contoh gambar diatas adalah untuk memetakan semua titik-titik pojok bangunan. Selain titik-titik pojok bangunan tidak menutup kemungkinan bahwa ketinggian titik-titik tanah disekitar bangunan juga harus diukur (unsur alam) sehingga dapat digambarkan garis kontur untuk memperoleh bentuk permukaan tanah di sekitar bangunan tersebut. Jarak Optis, Jarak Mendatar dan Beda Tinggi Jarak antara dua titik di lapangan dapat diukur secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung digunakan pita atau rantai ukur, sedangkan secara tidak langsung digunakan cara pengukuran optis yaitu dengan menggunakan bantuan benang silang diafragma pada theodolit dengan rumus (Purworahardjo, 1986): D = 100 (BA – BB)
(xii)
dimana dalam hal ini D merupakan jarak optis antara dua buah titik. Apabila garis bidik kedudukannya miring dengan sudut miring m, maka jarak optis dalam hal ini
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
73
merupakan jarak optis sepanjang garis bidik yang miring. Untuk menghitung jarak miring Dm, maka rumus (xii) menjadi (Purworahardjo, 1986): Dm = 100 (BA – BB) Cos m
(xiii)
Dengan melakukan berbagai penurunan matematis dapat dihitung jarak mendatar (S) antara dua buah titik yaitu dengan menggunakan rumus (Purworahardjo, 1986): S = 100 (BA – BB) Cos 2m
(xiv)
Sementara itu rumus untuk menghitung beda tinggi dapat dilakukan dengan menggunakan rumus (Purworahardjo, 1986): ∆ℎ=
−
2
+
−
(xv)
dimana TA = tinggi alat dan BT = bacaan benang tengah.
B. PROSEDUR PENGUKURAN DETAIL SITUASI Peralatan yang digunakan untuk pengukuran situasi dengan cara tachymetri adalah sebagai berikut: 1. 2. 3. 4.
Theodolit yang teropongnya mempunyai tiga benang silang. Statif dan unting-unting Rambu ukur Pita ukur
Sedangkan besaran-besaran yang diukur dari masing-masing titik adalah: 1. Arah utara geografi dengan menggunakan bantuan kompas 2. Sudut jurusan. 3. Jarak (dengan pembacaan benang atas, benang tengah dan benang bawah) 4. Sudut miring. 5. Tinggi alat ukur tepatnya diukur dari titik stasion pengukuran sampai ke sumbu mendatar theodolit. Prosedur pengukuran adalah sebagai berikut: 1. Alat ukur ditempatkan di atas titik pengukuran (titik kerangka dasar atau titik penolong). Kemudian dilakukan pengaturan sesaat dengan bantuan nivo skala mendatar dan unting-unting. Rambu ukur ditegakkan dan diamati tegaknya rambu ukur dengan bantuan nivo kotak.
74
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
2. Dengan menggunakan kompas tetapkan arah utara pada titik tersebut. Arahkan teropong sesuai dengan arah utara tersebut. Bacaan sudut mendatar dibuat menjadi 0o pada arah utara. 3. Arahkan teropong ke rambu ukur sedemikan hingga bayangan benang tegak diafragma berhimpit dengan tengah rambu ukur (poros rambu ukur). 4. Keraskan kunci gerakan mendatar dan tegak teropong. Baca kedudukan BA, BT dan BB pada rambu serta sudut miring. Catat pula tinggi alat. Untuk memudahkan pengukuran situasi sebaiknya formulir ukuran digunakan seperti yang diperlihatkan pada tabel di bawah ini. Tabel 2 Formulir pengukuran situasi Sta
Titik diukur
Jarak BA
BT
BB
Sudut Jurusan
1
Sudut Miring
Keterangan Tinggi alat= (m)
a
As jalan
b
As jalan
c
Pojok bangunan
d
Pertigaan jalan
Tanggal: Pengukur: Alat:
C. PEMETAAN SECARA OTOMATIS Saat ini telah banyak teodolit elektronik yang digabung atau dikombinasi dengan alat PJE dan pencatat data (kolektor) elektronik menjadi alat Takheometer Elektronik (ATE), yang dikenal dengan sebutan total station. Alat ini dapat membaca dan mencatat sudut horizontal dan vertikal bersama-sama dengan jarak miringnya. Bahkan lat ini juga dilengkapi dengan mikroprosesor, sehingga dapat melakukan macam-macam operasi perhitungan matematis seperti merata-rata hasil sudut ukuran dan jarak-jarak ukuran, menghitung koordinat (x, y, z),
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
75
menentukan ketinggian obyek dari jauh, menghitung jarak antara obyek-obyek yang diamati, koreksi atmosfer dan koreksi alat, dan lain-lain.
Gambar 49 Total station Umumnya data kolektor digunakan dengan cara dipegang dan dihubungkan ke alat ukur dengan kabel yang lentur. Tetapi beberapa pabrik membuuat data kolektor ini menjadi satu dengan alatnya, seperti pada TS-MK III dan pengoperasiannya bisa dilakukan dengan remote control. Konfigurasi semacam ini mempunyai dua keuntungan, yaitu: 1. Tidak ada kabel yang bergelantungan, yang akan menjadikan kurang bebas bila alat diputar-putar, 2. Tidak perlu memegang atau menyentuh alat, yang mungkin dapat mengganggu gerakan alat dalam mengontrol pengukuran dan pencatatan data secara otomatis. Total station Nikkon DTM 750 mempunyai card reader (upper reader) untuk penggunaan card programme dan untuk data storage (lower reader). Data standar PCM-CIA card reader, dan sekarang menjadi standar bagi sebagian besar komputer jenis notebook. Perangkat lunak untuk mengoperasikan total station adalah MSWord yang compatible dengan perangka lunak tertentu. Beberapa pabrik (seperti
76
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Sokkia dan Leica) dilenkapi dengan storage card atau modul yang dapat langsung dihubungkan dengan komputer dengan piranti baca tertentu. Selain dapat mencatat data, total station juga mempunyai kelebihan-kelebihan lain yang berbeda untuk setiap pabrik. Selain bisa digunakan untuk mengukur jarak datar dari obyek-obyek yang dibidik, alat tersebut dapat pula mengetahui jarak miring antar obyek yang dibidik tersebut. Alat ini dapat dipakai baik secara individu untuk menghitung kesalahan penutup poligon dan menghitung perataan, maupun sebagai bagian dari sistem sebagai penguumpul data, perhitungan secara digital dan plotting secara otomatis. Total station dapat pula digunakan dalam model absolu untuk mengukur sudut, secara koinsiden optis dengan sensor foto elektronis menggunakan scaning dan membaca lingkaran dalam mode deraja, grade maupun radian. Beberapa total station dilengkapi dengan sistem elektronik koaksial sistem optis dan orientasi secara elektronik. Sekarang juga telah didesain sedemikian rupa sehingga pengumpul data dapat down load secara otomatis ke komputer yang selanjutnya dapar dihubungkan dengan printer atau ploter untuk penggambaran petanya secara otomatis. Sekarang total station dapat digunkan oleh para surveyor untuk menentukan jarak miring, jarak datar dan sudut vertikal obyek. Dengan menekan sebuah tombol saja, nomor titik dan identitas obyek dapat dicatat. Dengan demikian recorder surveyor membuat sket dari detil-detil dan lokasinya. 1. Prosedur Pemetaan Topografi Dengan Total Station Total station dapat digunakan pada sembarang tahapan survei, survei pendahuluan, survei titik kontrol, dan survei pematokan. Total station terutama cocok untuk survei topografi dimana surveyor membutuhkan posisi (x, y, z) dari sejumlah detil yang cukup banyak (700 s/d 100 titik per hari), dua kali lebih banyak dari data yang dapat dikumpulkan dengan alat teodolit biasa (stadia) dan EDM. Hal ini akan sangat berarti dalam hal peningkatan produktivitas, dan akan menjadikan cara ini dapar bersaing dengan teknik fotogrametri atau survei udara, apalagi telah dapat dihubungkan secara langsung dengan komputer dan plotter.
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
77
a) Masukkan data awal (initial data entry) Setelah alat ukur dipasang di atas stasiun dan dibuat sumbu I vertikal, pada layar monitor alat akan ditampilkan menu-menu yang harus diisi oleh surveyor dengan cara menekan tombol-tombol antara lain: (1).
Koordinat dari stasiun tempat berdiri alat dan koordinat atau azimut stasiun sebelumnya.
(2).
Deskripsi atau keterangan dari proyek.
(3).
Tanggal pengukuran dan anggota surveyor.
(4).
Temperatur udara.
(5).
Tekanan udara saat itu (beberapa pengumpul data membutuhkan masukan koreksi ppm dibaca dari temperatur saat pengukuran).
(6).
Konstante prisma (misal 0,03 m).
(7).
Penyetelan harga kelengkungan permukaan bumi dan refraksi.
(8).
Koreksi ke permukaan air laut.
(9).
Jumlah dan macam pengukuran sudut (repetisi) dan jarak (untuk merata-rata hasil).
(10).
Pemilihan pengukuran (biasa atau luar biasa).
(11).
Penomoran secara otomatis pada obyek yang akan dibidik.
(12).
Memilih unit atau satuan jarak (feet atau standar internasional)
Setelah data-data awal dimasukkan dan metode pengukurannya selesai dipilih, data kolektor (alat) akan memberitahukan kepada suveyor untuk memasukkan data-data pengukuran dari obyek yang akan diukur.
b) Mempelajari keterangan detil/obyek Setiap titik stasiun dan detil harus diberi identita atau keterangan lebih lanjut berkaitan dengan survei ini, baik identitas dari obyek maupun atributnya. Data kolektor pada total station(misal Sokkia, Wild, Topcon) biasanya telah dilengkapi dengan keterangan-keterangan tersebut. Dalam banyak hal keterangan-keterangan tersebut telah ditentukan, misal data awal (seperti OCC untuk stasiun pengamat, BS untuk stasiun sebelumnya dan FS untuk stasiun di mukanya) dan kemudian secara otomatis akan
78
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
ditandai dengan label yang sesuai dan akan ditayangkan pada print out survei atau sesuai buku petunjuk penggunaan alat. Identitas titik dapat berbentuk alfabet ataupun kode numeris seperti pada tabel di bawah. Keterangan data ini akan diperlihatkan juga pada layar monitor, bahkan bila dikehendaki dapat pula diplot pada gambar. Bebrapa pengumpul data, sekarang dilengkapi pula dengan pembaca bar code, sehingga apabila digunakan dengan kode sheets, dapat tetap digunakan untuk pencatatan data deskriptif. Beberapa pengumpul data dirancang untuk total station yang berbeda di pasaran. Pengumpul data ini mempunyai routine sendiri dan kode yang tertentu. Tabel 3 Tipe-tipe keterangan alfabetis dan numeris Identitas Titik
Kode (Alfabet)
Kode (numerik)
Occupied station
OCC
10
Backsight
BS
20
Foresight
FS
30
Intermediate sight
IS
40
Perkembangan teknologi telah memungkinkan dilaksanakannya sembaran fungsi survei. Oleh karena itu perlu dibuat standarisasi prosedur. Sebagai indikasi positif ke arah standarisasi, pada tahun 1990 telah dibuat survey management system (SDMSTM) oleh American Association of State Higway and Transportaiton Officials (AASHTO). SDMS mengidentifikasi dan mendefinisikan masalah survei yang berkaitan dengan jalan raya dan aktivitas serta data yang dibutuhkan. SDMS dapat digunakan secara manual maupun komputerisasi data prosesing. Sejak dicanangkannya standarisasi ini dalam survei jalan raya, kegiatan yang sejenis harus menggunakan sistem ini, khususnya dalam hal survei situaasi secara umum dimana pihak ketiga dapat menggunakan data-data yang telah terkumpul, baik secara manual maupun diproses dengan
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
79
komputer dan perencanaan untuk pemetaan harus menggunakan sistem yang sama (buku). c) Masukan data titik stasiun Data masukan pada titik stasiun tempat berdiri alat antara lain: (1).
Kode 10
(2).
Tinggi alat (masukkan setelah diukur)
(3).
Nomor titik stasiun, contoh 111- lihat pada gambar di bawah
(4).
Kode identitas titik stasiun
(5).
Koordinat dari titik stasiun (dapat fiktif, dalam sistem lokal, maupun UTM)
(6).
Koordinat stasiun di belakangnya (stasiun BS), atau azimuth ke titik stasiun BS.
Catatan: pada beberapa data kolektor, koordinat titik stasiun selain untuk reduksi dari data ukuran titik-titik detil, dipakai pula sebagai titik awal hitungan perataan.
Gambar 50 Sketsa pengambilan detil garis pantai dari titik poligon d) Data masukan dari titik detil Dari titik-titik detil yang dibidik, data yang harus dimasukkan anatara lain:
80
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
(1).
Kode operasi 20, 30 atau 40 untuk BS, FS atau IS untuk beberapa total station
(2).
Ketinggian dari prisma pemantul atau reflektor (setelah diukur)
(3).
Nomor titik detil, sebagai contoh, 114 (BS)
(4).
Kode identifikasi stasiun, contoh 02 (CM)
Contoh prosedur pengambilan data di atas: (1).
Masukkan data stasiun tempat berdiri alat, seperti contoh dimuka
(2).
Bidikkan pada stasiun 114, bacaan horizontal dapat dinolkan
(3).
Masukkan kode 20 (BS)
(4).
Ukur tinggi prisma/ reflektor (HR) dan masukkan data tersebut
(5).
Tekan tombol yang dibutuhkan (jarak miring, jarak datar, sudut horizontal, sudut vertikal)
(6).
Tekan tombol record setelah siap pengukuran. Sebagian besar total station pengukuran dan pencatatan data (record) dari ketiga macam pengukuran di atas dengan sekali tekan tombol (bila pada mode otomatis)
(7).
Setelah kode dan identitas stasiun pengamat dicatat, data kolektor akan mempersilakan surveyor untuk mengisi nomor titik detil (stasiun 114), dan kode titik stasiun (misal 02)
(8).
Apabila survey dilakukan secara poligon, maka pembidikan/ pengukuran selanjutnya adalah pada titik FS (kode 30). Ulangi langkah 4, 5, 6, dan 7 dengan data yang sesuai.
(9).
Pada stasiun 111, sembarang nomor titik IS (kode 40) dapat diambil untuk menandai unsur topografi yang dibidik. Prisma reflektor biasanya dipasang pada tongkat yang mempunyai ukuran ketinggian, sehingga tinggi reflektor (HR) dapat distel sama dengan tinggi alat (h1). Tongkat penyangga prisma dapat didirikan dengan tegak dengan bantuan tiang pembantu (semacam statif) sehingga pembidikan dapat dilakukan dengan lebih teliti. Beberapa perangkat lunak (software) dapat langsung memperlihatkan kepada para surveyor untuk identifikasi, dengan nomor berikutnya, titik yang akan dihubungkan pada peta nantinya (pada
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
81
contoh garis pantai). Hubungan ini (on/off) daari detil di lapangan akan memberikan kemudahan pada surveyor untuk membuat peta (untuk terminal grafis atau plotter) seperti yang tertera pada sketsa lapangan yang dibuat. Alternatif lain, surveyor dapat menghubungkan titik-titik apabila menggunakan mode edit pada komputer. Catatan lapangan yang baik akan sangat membantu pada pemetaan cara ini. (10).
Apabila data semua detil topografi di sekitar stasiun tempat berdiri alat (111) telah diambil dan dimasukkan, total station dapat dipindahkan ke stasiun poligon bertikutnya (misal 112), dan pengambilan data dapat dilakukan dengan cara-cara yang sama seperti di atas. Disini, BS menjadi stasiun 111, dan FS stasiun 113. Bidik semua detil-detil IS yang dianggap perlu. Catatan: apabila total station akan dipindahkan dari satu titik ke stasiun yang lain, total station harus dilepaskan dulu dari statifnya, dan dibawa secara terpisah serta dimasukkan ke dalam kotaknya.
2. Transfer Data dan Prosesing Data Pada gambar sebelumnya, data yang terkumpul harus dipindahkan (down loaded) ke komputer. Program untuk memindahkan data ini umumnya telah disiapkan oleh pembuat total station dengan kabel khusus (interface plug) misal RS 232. Sebelum data dimasukkan ke komputer, data harus dibuat dalam format yang bisa dibaca oleh komputer sehingga dibutuhkan alat pembaca (reader) atau (writer) yang biasanya terpisah sebelum dipakai. Pada total station yang baru, data dapat langsung dikumpulkan pada komputer, sehingga lebih ekonomis. Beberapa alat Wild data dikumpulkan pada modul yang dapat langsung dipindahkan kedalam komputer dengan alat/ piranti pembaca (reading device). Beberapa alat Nikon, Topcon menggunakan pengumpul data (stored cards) yang mirip dengan disket. Pada alat Nikon menggunakan PCMCIA card, yang dapat dibaca langsung ke dalam komputer dengan PCMCIA reader. Beberapa alat seperti Omni MK III dan Geodimeter dapat disambung langsung (down-loaded) ke komputer. Hubungan antara total station dengan piranti penghitung dan penggambarannya diterangkan pada gambar di bawah.
82
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
Apabila semua detil topografi telah diukur dari poligon tertutup, poligon kemudian dihitung dan diratakan (x, y, z). Pada total station yang baru fasilitas ini telah tersedia, sehingga perataan tersebut dapat dilakukan sejak dari analisis awal, hitung perataan, dan perhitungan koordinat. Apabila data lapangan telah disimpan dalam file koordinat, data dapat digunakan langsung untuk plotting atau penggambaran dengan plotter digital, sehingga survei dapat digambarkan dengan cepat dengan skala yang bebas kita pilih. Dapat ditambahkan di sini, hasil survey dapat diplot secara interaktif dengan terminasi grafis, dengan penambahan satu dari sekian banyak program CAD yang sesuai.
Gambar 51 Diagram interaktif kerja pemetaan dengan total station 3. Pembuatan Sketsa Grafis Lapangan Banyak perangkat lunak program surveying telah membuat spesifikasi untuk identifikasi obyek atau detil-detil di lapangan yang dibidik, sehingga akan memudahkan dan sesuai dengan komputer grafik. Sebagai contoh MicroSurvey International Inc. telah membuat perangkat lunak bertipe description to graphics yang memungkinkan surveyor dapat menyatukan detil-detil, misalnya membuat garis tepi jalan dengan cara menambah awalan huruf Z pada garis tepi jalan. Apabila program membaca detil dengan huruf pertama Z, maka program akan menghubungkan ke detil lain yang berhuruf pertama Z dengan garis, dan akan berhenti dengan sendirinya bila detil berikutnya tidak menggunakan huruf awal Z. Beberapa tipe grafis untuk huruf awal tertentu antara lain:
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
83
a) “Y” menghubungkan titik dengan identifikasi terakhir dengan membuat garis tegak-lurus ke garis yang telah tergambar (lihat gambar di bawah). b) “_” menggambarkan garis putus-putus pada drawing file yang kemudian dipindah ke gambar di peta. Garis putus-putus di peta itu sendiri ditempatkan dengan memasukkan kreasi simbol blok sebagai identitas awal, misal pohon, man hole (lubang kontrol), hidran dll. Apabila garis putus-putus (dash) yang kedua diikuti dengan awalan dash, maka elevasi dari muka tanak tidak akan dipindahkan ke grapichs file.
Gambar 52 Deskripsi grafis sketsa di lapangan c) “.” Memerintah pada sistem untuk menutup kembali ke titik permulaan/ awal dengan garis pada detil-detil dengan karakter yang sama Pada beberapa kasus, mungkin akan lebih efisien jika deskripsi titik ditandai dari keyboard komputer setelah survei selesai. Sebagai contoh, memasukkan deskriptor (identitas) akan membutuhkan waktu yang lama pada beberapa buku elektonik
84
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
lapangan (EFBs), khususnya pada metode otomatis. Beberapa detil topografi, misalnya tepi air pada kolam atau danau, dapat digambarkan atau diberi tanda secara urut, sehingga akan memudahkan proses editing deskripsi ini dari komputer pada tahap prosessingnya. Apabila deskripsi titik perlu ditambahkan pada komputer, kejelasan dari catatan di lapangan sangat diperlukan.
Gambar 53 Pengambilan detil batas kolam Untuk menggambarkan batas kolam diambil 10 buah titik detil dari #58 sampai #67. Dengan menggunakan program MicroSurvey seperti telah disinggung di muka, langkah-langkah editingnya adalah sebagai berikut: Deskripsi dari titik-titik detil dipilih dari pull-down menu yang tersedia: a) Titik yang perlu diberi deskripsi? 58 …….. 66 enter b) Deskripsinya? ZPOND enter c) Detil yang diberi deskripsi? 67 enter Setelah titik-titik detil diberi deskripsi dan awalannya (previxed), baik pada saat di lapangan maupun dengan teknik editing, perintah kedua diakses dari pull-down menu selanjutnya yang secara sederhana (pada operasionalnya) mengkonversi file detil tersebut sehingga bentuk dari kolam tergambar secara grafis. Empat cara operasionalisasi deskriptor disini hanyalah sebagian contoh dari sepuluh cara yang bisa dipakai di lapangan. Untuk pemetaan yang lebih luas diperlukan umlah detil yang lebih kondusif utamanya pada post-survey discription
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
85
editing. Perlu diperhatikan bahwa keberhasilan survei dengan peralatan modern masih sangat tergantung pada penguasaan atau pengalaman teknik pemetaan cara tradisional dan cara pencatatan data yang baik. Program atau perangkat lunak dari pabrik yang berbeda biasanya berbeda pula teknisnya. Misal perangkat lunak dari Sokkia mempunyai kemampuan pengkodean pembuatan simbol garis dan surveyor dengan mudah dapat beralih pada ditel tipe lain, dan mudah pula beralih kembali pada simbol semula bila dibutuhkan. Kode obyek yang umumnya tak terhubung dengan garis tak akan dihubungkan. Hal ini menjadi jelas bahwa drafting atau penggamara peta menjadi lebih bertanggung jawab terhadap surveyor, selain teknik pengkodean survei lapangan atau melalui post-data processing. Sekarang banyak ditawarkan program atau perangkat lunak survei pemetaan yang lengkap, meliputi data prosesing, ploting, konturing dan editingnya, sehingga proses pemetaan menjadi semakin cepat, akurat, dan menarik.
D. LATIHAN 1.
Bagaimana caranya melakukan pengukuran situasi
2.
Apa tujuan dari pengukuran situasi
3.
Peralatan yang digunakan untuk pengukuran situasi dengan cara tachymetri
E. RANGKUMAN 1.
Untuk pengukuran situasi seringkali digunakan cara TACHYMETRY yaitu untuk pemetaan luas dengan bentuk-bentuk detail yang tidak beraturan. Dengan cara ini juga bentuk permukaan tanah dapat dengan mudah dipetakan.
2.
Jadi yang dimaksud dengan pemetaan situasi atau detail adalah memetakan semua unsur-unsur yang ada di permukaan tanah pada suatu area atau luasan tertentu.
3.
Unsur-unsur yang dimaksud dapat berupa unsur alam seperti ketinggian tanah, batas vegetasi, batas sungai maupun unsur buatan manusia seperti bangunan, saluran air, dan pagar
4.
Untuk dapat memetakan dengan cara tachymetry diperlukan alat yang dapat mengukur arah dan sekaligus jarak seperti pada Theodolit WILD-T0. Dengan alat tersebut dapat diukur besarnya sudut tegak dan jarak optis karena pada
86
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
teropongnya menggunakan benang silang diafragma (BA, BT dan BB). Dari jarak optis dan suduttegak dapat dihitung jarak mendatar dan beda tingginya. 5.
Tergantung jaraknya dengan cara diatas titik-titik detail dapat diukur dari titik kerangka dasar atau titik ikat dan atau dari titik penolong yang diikatkan ke titik kerangka dasar/titik ikat. Besaran-besaran yang diukur adalah arah utara peta (dapat juga dengan bantuan kompas), jarak (optis) dan sudut tegak.
6.
Peralatan yang digunakan untuk pengukuran situasi dengan cara tachymetri adalah sebagai berikut: a) Theodolit yang teropongnya mempunyai tiga benang silang. b) Statif dan unting-unting c) Rambu ukur d) Pita ukur
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
87
88
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
BAB 7 PEMATOKAN / STAKING OUT
Dasar-dasar Pengukuran Topografi Untuk Pekerjaan Jalan
89
PEMATOKAN / STAKING OUT Indikator keberhasilan Dengan mengikuti pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan mampu menerapkan pelaksanaan stake-out.
A. PEMATOKAN (STAKE OUT) Pematokan atau Stake Out adalah memindahkan atau mentransfer titik-titik dari peta perencanaan (titik-titik rencana) ke lapangan. Titik-titik yang direncanakan tersebut di patok di lapangan dari titik-titik ikat yang diketahui. Pengertian titik rencana disini adalah titik yang direncanakan di peta, tetapi di lapangan belum ada titiknya. Sedangkan titik ikat atau titik kerangka adalah titik yang diketahui koordinatnya dan titik tersebut terlihat di peta dan ada bentuk fisiknya di lapangan. Pematokan ini merupakan bagian sangat penting di dalam suatu proyek teknik sipil seperti pembangunan jalan raya, jalan kereta api, saluran untuk pengairan dan pelayaran, saluran pipa, saluran listrik dan telepon, lintasan udara (airways), dsb. Pekerjaan yang demikian sering juga disebut dengan istilah survey rute atau Route Survey. Survey Rute ini mencakup semua pekerjaan lapangan dan perhitungan termasuk pembuatan peta-peta, profil-profil yang berhubungan dengan perencanaan dan pembuatan suatu rute. Desain atau perencanaan suatu rute tergantung pada survey rute terutama pada penentuan trase dan penempatan jalur ini di lapangan. Misalnya pada perencanaan suatu jalan raya harus diketahui antara tempat mana, jumlah jalur dan lebar trase, kemiringan maksimum, jari-jari lengkungan minimum, jarak pandangan minimum, dan maksud jalan. Pada jalan kereta api toleransi kemiringan dan jari-jari lengkungan berbeda dengan untuk jalan raya. Pada saluran pengairan atau kanal, kemiringan adalah kecil (