ILMU UKUR TANAH TEKNIK SIPIL

ILMU UKUR TANAH

Secara umum Ilmu Ukur Tanah adalah ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran yang diperlukan untuk menyatakan kedudukan titik dipermkaan. Ilmu Ukur Tanah merupakan bagian dari ilmu yang dinamakan ilmu Geodesi. Ilmu Geodesi mempunyai dua maksud, yaitu :

1. Maksud ilmiah : menentukan permukaan bumi.

2. Maksud Praktis : Membuat bayangan dari sebagian besar atau kecil permukaan bumi yang dinamakan peta.

Ilmu Ukur Tanah sendiri terbagi menjadi dua bagian penting, yaitu :

1. Geodesi rendah yang disebut Ilmu Ukur Tanah (Plane Surveying)

2. Geodesi tinggi yang disebut Geodetical Surveying.

Dalam hal yang dapat kita pelajari adalah ilmu geodesi dengan maksud praktis. Jadi Ilmu Geodesi yang kita pelajari adalah peta. Artinya bagaimana melakukan pengukuran diatas permukaan bumi yang mempunyai bentuk yang tidak beraturan karena adanya perbedaan ketinggian tempat antara satu dengan yang lainnya. Penempatan lokasi yang ada secara tepat dan sistematis termasuk bagian dari geodesi

ALAT-ALAT UKUR TANAHAlat-alat ukur tanah adalah alat-alat yang dipersiapkan guna mengukur jarak dan atau sudut. Alat-alat yang digunakan ada yang tergolong sederhana dan ada yang tergolong modern. Sederhana atau modernnya alat ini dapat dilihat dari komponen alatnya dan cara menggunakannya.Pada umumnya dikenal dikenal bebrapa alat ukur, antara lain :A. WATERPAS (Penyipat Datar)

Waterpas adalah alat ukur menyipat datar dengan teropong dengan dilengkapi nivo dan sumbu mekanis tegak sehingga teropong dapat berputar ka arah horizontal. Alat ini tergolong alat penyipat datar kaki tiga atau Tripod level, karena alat ini bila digunakan harus dipasang diatas kaki tiga atau statif.

I. Prinsip kerja alat.Yaitu garis bidik kesemua arah harus mendatar, sehingga membentuk bidang datar atau horizontal dimana titik – titik pada bidang tersebut akan menunjukkan ketinggian yang sama.

II. Kegunaan alat.Fungsi utama :

1. Memperoleh pandangan mendatar atau mendapat garis bidikan yang sama tinggi, sehingga titik – titik yang tepat garis bidikan/ bidik memiliki ketinggian yang sama.2. Dengan pandangan mendatar ini dan diketahui jarak dari garis bidik yang dapat dinyatakan sebagai ketinggian garis bidik terhadap titik – titik tertentu, maka akan diketahui atau ditentukan beda tinggi atau ketinggian dari titik – titik tersebut.

Alat ini dapat ditambah fungsi atau kegunaannya dengan menambah bagian alat lainnya. Umumnya alat ukur waterpas ditambah bagian alat lain, seperti :

1. Benang stadia, yaitu dua buah benag yang berada di atas dan dibawah serta sejajar dan dengan jarak yang sama dari benang diafragma mendatar. Dengan adanya benang stadia dan bantuan alat ukur waterpas berupa rambu atau bak ukur alat ini dapat digunakan sebagai alat ukur jarak horizontal atau mendatar. Pengukuran jarak dengan cara seperti ini dikenal dengan jarak optik.2. Lingkaran berskala, yaitu lingkaran di badan alat yang dilengkapi dengan skala ukuran sudut. Dengan adanya lingkaran berskala ini arah yang dinyatakan dengan bacaan sudut dari bidikan yang ditunjukkan oleh benang diafragma tegak dapat diketahui, sehingga bila dibidikkan ke dua buah titik, sudut antara ke dua titik tersebut dengan alat dapat ditentukan atau dengan kata lain dapat difungsikan sebagai alat pengukur sudut horizontal.

III. Bagian – bagian alat ukur waterpas beserta fungsinya.Alat ukur waterpas yang sederhana hanya terdiri dari empat komponen atau bagian alat yaitu :1. Teropong yang didalamnya terdapat lensa obyektif, lensa okuler dan diafragma,2. Nivo kotak dan nivo tabung3. Sumbu satu dan,4. Tiga skrup pendatar.

Namun bagian – bagian utama dari alat ukur waterpas NK1/NK2 dan fungsinya sbb:1. Teropong, berfungsi sebagai alat pembidik.2. Visir, berfungsi sebagai alat pengarah bidikan secaara kasar sebelum dibidik dilakukan melalui teropong atau lubang tempat membidik.3. Lubang tempat membidik.4. Nivo kotak, digunakansebagai penunjuk Sumbu Satu dalam keadaan tegak atau tidak. Bila nivo berada ditengah berarti Sumbu Satu dalam keadaan tegak.5. Nivo tabung adalah penunjuk apakah garis bidik sejajar garis nivo atau tidak. Bila gelembung nivo berada di tengah atau nivo U membentuk huruf U, berarti garis bidik sudah sejajar garis nivo.6. Pemokus diafragma, berfungsi untuk memperjelas keadaan benang diafragma.7. Skrup pemokus bidikan, berfungsi untuk mengatur agar sasaran yang dibidik dari teropong terlihat dengan jelas.8. Tiga skrup pendatar, berfungsi untuk mengatur gelembung nivo kotak9. Skrup pengatur nivo U, berfungsi untuk mengatur nivo U membentuk huruf U10. Skrup pengatur gerakan halus horizontal, berfungsi untuk

1. menepatkan bidikan benang difragma tegak tepat disasaran yang dibidik

2. Sumbu tegak atau sumbu satu (tidak nampak), berfungsi agar teropong dapat diputar kea rah horizontal

3. Lingkaran horizontal berskala yang berada di badan alat berfungsi sebagai alat bacaan sudut horizontal

4. Lubang tempat membaca sudut horizontal.

5. Pemokus bacaan sudut, berfungsi untuk memperjelas skala bacaan sudut

IV. Cara Mengoperasikan Alat Ukur Waterpas

Ada 4 jenis kegiatan yang harus dikuasai dalam mengoperasikan alat ini, yaitu :

(1) Memasang alat di atas kaki tiga

Alat ukur waterpas tergolong kedalam Tripod Levels, yaitu dalam penggunaannya harus terpasang diatas kaki tiga. Oleh karena itu kegiatan pertama yang harus dikuasai adalah memasang alt ini pada kaki tiga atau statif. Pekerjaan ini jangan dianggap sepele, jangan hanya dianggap sekedar menyambungkan skrup yang ada di kaki tiga ke lubang yang ada di alat ukur, tetapi dalam pemasangan ini harus diperhatikan juga antara lain :

a. Kedudukan dasar alat waterpas dengan dasar kepala kaki tiga harus pas, sehingga waterpas terpasang di tengah kepala kaki tiga.

b. Kepala kaki tiga umumnya berbentuk menyerupai segi tiga, oleh karena itu sebaikny tiga skrup pendatar yang ada di alat ukur tepat di bentuk segi tiga tersebut

c. Pemasangan skrup di kepala kaki tiga pada lubang harus cukup kuat agar tidak mudah bergeser apalagi sampai lepas Skrup penghubung kaki tiga dan alat terlepas

(2) Mendirikan Alat ( Set up )

Mendirikan alat adalah memasang alat ukur yang sudah terpasang pada kaki tiga tepat di atas titik pengukuran dan siap untuk dibidikan, yaitu sudah memenuhi persyaratan berikut:

a. Sumbu satu sudah dalam keadaan tegak, yang diperlihatkan oleh kedudukan gelembung nivo kotak ada di tengah

b. Garis bidik sejajar garis nivo, yang ditunjukkan oleh kedudukan gelembung nivo tabung ada di tengah atau nivo U membentuk huruf U.

(3) Membidikan Alat

Membidikan alat adalah kegiatan yang dimulai dengan mengarahkan teropong ke sasaran yang akan dibidik, memfokuskan diafragma agar terlihat dengan jelas, memfokuskan bidikan agar objek yang dibidik terlihat jelas dan terakhir menepatkan benang diafragma tegak dan diafragma mendatar tepat pada sasaran yang diinginkan

(4) Membaca Hasil Pembidikan

Ada 2 hasil pembidikan yang dapat dibaca, yaitu :

(1) Pembacaan Benang atau pembacaan rambu

Pembacaan benang atau pembacaan rambu adalah bacaan angka pada rambu ukur yang dibidik yang tepat dengan benang diafragma mendatar dan benang stadia atas dan bawah. Bacaan yang tepat dengan benang diafragma mendatar biasa disebut dengan Bacaan Tengah (BT), sedangkan yang tepat dengan benang stadia atas disebut Bacaan Atas (BA) dan yang tepat dengan benang stadia bawah disebut Bacaan Bawah (BB). Karena jarak antara benang diafragma mendatar ke benang stadia atas dan bawah sama, maka :

BA – BT = BT – BB atau BT = ½ ( BA – BB)

Persamaan ini biasa digunakan untuk mengecek benar atau salahnya pembacaan.

Kegunaan pembacaan benang ini adalah :

a. Bacaan benang tengah digunakan dalam penentuan beda tinggi antara tempat berdiri alat dengan tempat rambu ukur yang dibidik atau diantara rambu-rambu ukur yang dibidik.

b. Bacaan benang atas dan bawah digunakan dalam penentuan jarak antara tempat berdiri alat dengan tempat rambu ukur yang dibidik

Pembacaan rambu ukur oleh alat ini ada yang terlihat dalam keadaan tegak dan ada yang terbalik, sementara pembacaannya dapat dinyatakan dalam satuan m atau cm.

Sebagai contoh terlihat pada Gambar

(2) Pembacaan Sudut

Waterpas seringkali juga dilengkapi dengan lingkaran mendatar berskala, sehingga dapat digunakan untuk mengukur sudut mendatar atau sudut horizontal.

Ada 2 satuan ukuran sudut yang biasa digunakan, yaitu :

a. Satuan derajat

Pada satuan ini satu lingkatan dibagi kedalam 360 bagian, setiap bagian dinyatakan dengan 1 derajat (1°), setiap derajat dibagi lagi menjadi 60 bagian, setiap bagian dinyatakan dengan 1 menit (1’) dan setiap menit dibagi lagi kedalam 60 bagian dan setiap bagian dinyatakan dengan 1 detik (1”)

b. Satuan grid.

Pada satuan ini satu lingkatan dibagi kedalam 400 bagian, setiap bagian dinyatakan dengan 1 grid (1g), setiap grid dibagi lagi menjadi 100 bagian, setiap bagian dinyatakan dengan 1 centigrid (1cg) dan setiap centigrid dibagi lagi kedalam 100 bagian dan setiap bagian dinyatakan dengan 1 centi-centigrid (1ccg). Salah satu contoh pembacaan sudut horizontal

dari alat ukur waterpas NK2 dari Wild

B. Teodolit (Alat Ukur Sudut)

Teodolit adalah alat ukur sudut baik horizontal maupun vertikal sehingga pada alat ini teropong harus dapat berputar pada dua lingkaran berskala, yaitu lingkaran berskala tegak dan mendatar. Alat ini juga tergolong alat berkaki tiga yaitu pada operasionalnya harus terpasang berkaki tiga atau statif.

I. Prinsip kerja alat.Teropong atau lebih tegasnya benag diafragma mendatar pada jarak tertentu, bila diputar mendatar harus membentuk bidang horizontaldan benang diafragma tegak bila diputar ke arah tegak harus membentuk atau mengikuti bidang vertikal.

II. Kegunaan alat.Teodolit dinyatakan sebagai alat ukur sudut, karena alat ini disiapkan atau dirancang untuk mengukur sudut baik sudut vertikal maupun horizontal. Oleh karena itu kegunaan alat ukur ini adalah untuk mengukur sudut. Kegunaan lain alat ukur ini yaitu dengan bantuan rambu ukur dapat digunakan sebagai pengukur jarak baik jarak horizontal maupun miring dan mengukur beda tinggi dengan menggunakan metode. Theodolit dipasang di tripod. Sumbu kesatu sudah dalam keadaan tegak, yang diperlihatkan oleh kedudukan gelembung nivo kotak ada di tengah. Sumbu kedua sudah dalam keadaan mendatar, yang diperlihatkan oleh gelembung nivo tabung ada di tengah. Pada pembidikan alat yang diatur adalah benangnya karena teropong theodolit penggunaannya tidak harus mendatar.

III. Bagian alat – alat ukur beserta fungsinya :

1. Teropong, berfungsi sebagai pembidik

2. Visir, selain berfungsi sebagai alat pengarah secara kasar, juga berfungsi sebagai penunjuk bacaan sudut, yaitu apabila posisinya berada di atas maka pembacaan alat disebut sebagai bacaan biasa, sedangkan bila posisi visir ada di bawah maka disebut sebagai bacaan luar biasa. Bacaan biasa dan luar biasa berselisih 1800 atau 200g

3. Nivo tabuung, sebagai petunjuk pengaturan sumbu kedua atau sumbu mendatar gelembung nivo berada di tegah berarti sumbu kedua dalam keadaan mendatar.

4. Kunci gerakan vertical, berfungsi untuk mengunci agar teropong tidak bergerak kea rah vertical dan bila terkunci gerakan halus vertical akan berfungsi.

5. Sumbu kedua, berfungsi agar teropong dapat bergerak atau berputar kea rah vertical.

6. Pemokus bidikan, berfungsi memperjelas sasaran yang di bidik.

7. Pemokus diafragma, berfungsi memperjelas keberadaan benang diafragma.

8. Teropong alat pembacaan sudut vertical.

9. Lingkaran vertical, lingkaran berskala yang menunjukkan bacaan sudut vertical.

10. Pemokus bacaaan sudut vertical, berfungsi memperjelas skala bacaan sudut vertical.

11. Skrup pengatur gerakan halus vertical, berfungsi untuk menepatkan bidikan atau benang diafragma mendatar pada tinggi bidikan yang dikehendaki.

12. Skrup pengatur nivo tabung, berfungsi mengatur gelembung nivo tabung

13. Teropong alat baca sudut horizontal, berfungsi melihat bacaan sudut horizontal

14. Pemokus bacaan sudut horizontal, untuk memperjelas skala bacaan sudut horizontal

15. Kunci gerakaan horizontal, untuk mengunci agar teropong tidak berputar atau bergerak kearah horizontal dan memfungsikan gerakan halus horizontal

16. Skrup pengatur gerakan halus horizontal, untuk menggerakkan bidikan atau benang diafragma tegak ke arah horizontal sehingga tepat ke sasaran.

17. Vernier, untuk menghimpitkan skala atas dan bawah pada bacaan sudut horizontal dan sebagai tambahan bacaan sudut horizontal dalam satuan menit atau centigridnya

18. Sumbu tegak atau sumbu ke satu, berfungsi agar teropong dapat berputar ke arah horizontal

19. Nivo kotak, berfungsi sebagai vertikalnya sumbu kesatu

20. Tiga skrup pendatar, untuk sebagai pengatur nivo kotak

21. Kunci Bousol, untuk mengunci atau melepaskan kuncian dari lingkaran horizontal berskala sebagai penunjuk bacaan sudut horizontal yang dapat bergerak seperti kompas. Bila kunci Bousul di buka bacaan sudut horizontal menunjukkanbacaan azimuth dari arah tersebut

22. Bousol, berfungsi sebagai kompas bidikan atau bacaan sudut azimuth dari arah bidikan

IV. Cara Mengoperasikan Alat Ukur Teodolit

Sama dengan alat ukur waterpas, ada 4 tahap kegiatan dalam mengoperasikan alai ini, yaitu:

(1) Memasang alat di atas kaki tiga

Caranya sama dengan pada alat ukur waterpas

(2) Mendirikan Alat

Pengertian mendirikan alat juga sama dengan pada waterpas, namun syaratnya agak berbeda.

Untuk teodolit syaratnya yang harus dipenuhinya adalah :

a. Sumbu kesatu sudah dalam keadaan tegak, yang diperlihatkan oleh kedudukan gelembung nivo kotak ada di tengah (sama dengan pada waterpas)

b. Sumbu kedua sudah dalam keadaan mendatar, yang diperlihatkan oleh gelembung nivo tabung ada di tengah

(3) Membidikan Alat

Maksud dan caranya sama dengan pada alat ukur waterpas, sedikit perbedaannya adalah pada teodolit karena teropong tidak selalu harus dalam keadaan mendatar, maka benang mendatar dapat diatur kedudukan bacaannya sesuai keinginan pemakai, misalnya disamakan dengan tinggi alat.

(4) Membaca Hasil Pembidikan

Pembacaan hasil pembidikan juga sama dengan pada alat ukur waterpas, yaitu bacaan rambu ukur dan bacaan sudut. Perbedaan hanya ada pada penampilan bacaan sudut dan sudut yang dibaca bukan hanya sudut horizontal saja tetapi juga sudut vertikal.

C. Total Station

Total Station merupakan teknologi alat yang menggabungkan secara elektornik antara teknologi theodolite dengan teknologi EDM (electronic distance measurement). EDM merupakan alat ukur jarak elektronik yang menggunakan gelombang elektromagnetik sinar infra merah sebagai gelombang pembawa sinyal pengukuran dan dibantu dengan sebuah reflektor berupa prisma sebagai target (alat pemantul sinar infra merah agar kembali ke EDM).

Rekomendasi Pemakaian :

A. Total Station sebaiknya digunakan untuk pengukuran tata batas baru, baik itu tata batas hutan maupun tata batas dengan pihak ketiga seperti halnya pinjam pakai dan tukar menukar kawasan hutan.

B. Total Station sebaiknya digunakan untuk pengukuran berulang (contoh : rekonstruksi batas kawasan hutan), dimana data sebelumnya diperoleh dari pengukuran menggunakan Total Station juga.

Untuk mengenal alat Total Station secara mendalam dapat dilakukan dengan cara membandingkannya dengan alat ukur Theodolit T0. Theodolit T0 yang banyak digunakan di Departemen Kehutanan adalah theodolit T0 kompas. Meskipun banyak pabrikan dan variasi alat, namun dapat dibandingkan secara umum antara Total Station dengan Theodolit T0 kompas, sebagai berikut :

1. Ketelitian bacaan ukuran sudut T0 yaitu : 1’ sedangkan Total Station jauh lebih teliti yaitu : 1”? .

2. Ketelitian bacaan ukuran jarak T0 yaitu berkisar ± 1 Cm sedangkan Total Station jauh lebih teliti yaitu berkisar antara 0,1 Cm – 0,01Cm.3. Kemampuan jarak yang diukur oleh Total Station dengan prisma tunggal rata-rata 3.000 meter, sedangkan jarak optimal T0 yaitu 200 meter dan sangat subyektif dengan pembacaan masing-masing surveyor dalam membaca rambu ukur.4. Sumber kesalahan yang bisa dieliminasi atau dihindari dalam pengukuran dengan Total Station diantaranya yaitu kesalahan kasar (blunder). Kesalahan blunder yaitu kesalahan yang diakibatkan karena kelalaian manusia, contoh diantaranya yaitu : salah baca, salah tulis dan salah dengar. Kemampuan membaca, menginterpolasi bacaan rambu ukur, menginterpolasi bacaan arah azimuth kompas pada alat T0 setiap orang berbeda beda. Kondisi lelah pun bisa mengakibatkan salah membaca dan salah mendengar. Sedangkan pada Total Station bacaan arah, sudut dan bacaan jarak sudah ditampilkan otomatis pada tampilan layar, bahkan dapat tersimpan secara otomatis dalam memori alat ukur.5. Pengolahan data ukuran Total Station dilengkapi dengan software yang telah disediakan oleh pabrikan, sehingga pengolahan data lebih cepat. Data ukuran jarak, sudut, azimuth dan koordinat tersimpan di memory alat. Pada beberapa jenis Total Station, sketsa titik-titik yang diukur dapat ditampilkan posisinya pada layar monitor alat. Data ukuran dari T0 harus dicatat dan digambar pada buku ukur, sehingga menambah waktu pekerjaan dibandingkan dengan Total Station. Akan tetapi untuk tujuan backup data, dapat pula dilakukan pencatatan pada buku ukur untuk data ukuran Total Station.6. Format data hasil ukuran Total Station sudah bisa diaplikasikan langsung dengan program GIS dan digabungkan dengan data GPS, sedangkan data hasil ukuran T0 merupakan data mentah dan harus dilakukan pengolahan data terlebih dahulu.7. Kesalahan Kolimasi (garis bidik tidak sejajar dengan sumbu II), kesalahan index vertikal sudah diset Nol sehingga tidak perlu pengaturan lagi. Pada alat T0 harus dilakukan pengecekan kolimasi dan index vertikal sebelum alat digunakan, sehingga apabila terjadi kesalahan secepatnya dilakukan koreksi sebelum alat tersebut dipakai dalam pengukuran di lapangan.8. Pada proses pengukuran stake out atau pencarian titik atau rekonstruksi, Total Station lebih memudahkan pelaksana dalam mencari titik-titik tersebut. Dengan memasukan koordinat acuan titik dan data jarak dan sudut yang diketahui, maka pencarian titik tersebut lebih mudah, karena alat Total Station menghitung secara otomatis posisi prisma berdiri. Pada T0 harus dilakukan perhitungan dengan kalkulator untuk mendapatkan posisi yang paling tepat.9. Pada kondisi cahaya redup ataupun gelap, pengukuran masih bisa dilaksanakan karena Total Station menggunakan teknologi infra merah, sedangkan dengan Theodolit sangat sulit dilakukan khususnya dalam membaca rambu, serta membaca sudut horisontal dan sudut vertikal.10. Atraksi lokal yang disebabkan oleh benda-benda logam di sekitarnya berpengaruh terhadap kondisi bacaan yang ditunjukan oleh kompas, Total Station tidak dipengaruhi oleh atraksi lokal tersebut.