Makalah Rekayasa Tanah Dan Batuan Rock Mass Rating [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Geologi merupakan ilmu yangmempelajari tentang bumi dan segala proses-prosesnya. Ilmu-ilmu pada geologi ini dapat diaplikasikan ke berbagai



hal,



misalnya



adalah



untuk



konstruksi



bangunan.



Pada



pembangunan konstruksi bangunan, semua aspek yang berhubungan dengan aktivitas ini sangat diperhatikan karena sangat berpengaruh terhadap ketahanan bangunan dan keamanan orang yang akan memakainya. Misalnya adalah jenis-jenis klasifikasi massa batuannya. Hal ini sanagat diperhatikan agar semua orang yang akan menggunakannya bisa dicegah dari kecelakaan pada bangunan tersebut Penerapan klasifikasi massa batuan ini paling banyak dijumpai pada konsentrasi geoteknik dimana geoteknik ini berhubungan langsung dengan pembangunan bangunan sipil dan sebagainya. Klasifikasi massa batuan sebagai pendekatan metode empirik dikembangkan untuk mengatasi permasalahan yang timbul di lapangan secara cepat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi analitik, observasi lapangan,



pengukuran,



dan



enggineering



judgement.



Dikarenakan



kompleksnya suatu massa batuan, beberapa penelitian berusaha untuk mencari hubungan antara desain galian batu dengan parameter massa batuan. Beberapa klasifikasi massa batuan mempunyai peranan penting terhadap desain galian batu. Salah satu klasifikasi batuan yang terkenal pada saat ini adala klasifikasi massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Ratig ( RMR ) Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilaukan penelitian lebih lanjut mengenai klasifikasi massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Rating ( RMR ) I.2



Maksud dan Tujuan



1



Maksud dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui tentang klasifikasi massa batuan Rock Mass Rating (RMR). Tujuan dari penulisan makalah ini adalah: 1. Mahasiswa dapat mengetahui penggunaan klasifikasi Rock Mass Rating (RMR) 2. Mahasiswa dapat mengetahui aplikasi penggunaan klasifikasi Rock Mass Rating (RMR) I.3



Metodologi Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dengan menggunakan



studi pustaka dari beberapa sumber dari internet meliputi buku, makalah, jurnal dan karya tulis lainnya.



BAB II ROCK MASS RATING (RMR)



2



II.1 Pengertian Rock Mass Rating (RMR) Rock Mass Rating (RMR) atau juga dikenal dengan Geomechanichs Classification dikembangkan oleh Bieniawski pada tahun 1972-1973. Metode rating dipergunakan pada klasifikasi ini. Besaran rating tersebut didasarkan pada pengalaman Bieniawski dalam mengerjakan proyek-proyek terowongan dangkal. Metode ini telah dikenal luas dan banyak diaplikasikan pada keadaan dan lokasi yang berbeda-beda seperti tambang pada batuan kuat, terowongan, tambang batubara, kestabilan lereng, dan kestabilan pondasi. Metode ini dikembangkan selama bertahun-tahun seiring dengan berkembangnya studi kasus yang tersedia dan disesuaikan dengan standar dan prosedur yang berlaku secara internasional. Metode klasifikasi RMR merupakan metode yang sederhana dalam penggunaannya, dan parameter-parameter yang digunakan dalam metode ini dapat diperoleh baik dari data lubang bor maupun dari pemetaan struktur bawah tanah. Metode ini dapat diaplikasikan dan disesuaikan untuk situasi yang berbeda-beda seperti tambang batubara, tambang pada batuan kuat (hard rock) kestabilan lereng, kestabilan pondasi, dan untuk kasus terowongan. Dalam menerapkan sistem ini, massa batuan dibagi menjadi seksi-seksi menurut struktur geologi dan masingmasing seksi diklasifikasikan secara terpisah. Batas-batas seksi umumnya struktur geologi mayor seperti patahan atau perubahan jenis batuan. Perubahan signifikan dalam spasi atau karakteristik bidang diskontinu mungkin menyebabkan jenis massa batuan yang sama dibagi juga menjadi seksi-seksi yang berbeda.



3



Tujuan dari sistem RMR adalah untuk mengklasifikasikan kualitas massa batuan dengan menggunakan data permukaan, dalam rangka untuk memandu metode penggalian dan juga untuk memberikan rekomendasi pertambangan mendukung serta rentang yang tidak didukung dan stand-up time. Selain itu, menurut metode RMR, yang tergantung pada kondisi massa batuan di daerah penelitian, penelitian ini juga mencoba untuk mencari tahu risiko rekayasa potensiyang mungkin terjadi selama konstruksi pertambangan dan berusaha untuk menunjukkan metode yang tepat untuk mengendalikan dan mencegah seperti risiko-risiko potensial. II.2 Klasifikasi Massa Batuan Metode Rock Mass Rating (RMR) Dalam mengklasifikasikan massa batuan berdasarkan sistem Klasifikasi RMR, Bieniawski menggunakan lima parameter utama yang dijumlahkan untuk memperoleh nilai total RMR, yaitu: a. b. c. d. e.



Uniaxial Compressive Strength (UCS) Rock Quality Designation (RQD) Jarak antar (spasi) kekar (Spacing of discontinuities) Kondisi kekar (Condition of discontinuities) Kondisi air tanah (Groundwater conditions) Berikut ini sekilas penjelasan mengenai kelima parameter yang dipakai



dalam sistem klasifikasi RMR. Klasifikasi Geomekanik dengan Sistem RMR didasarkan pada enam parameter, antara lain sebagai berikut : 1. Kekuatan batuan (Rock strength) Uniaxial Compressive Strength (UCS) adalah kekuatan dari batuan utuh (intact rock) yang diperoleh dari hasil uji UCS. Uji UCS menggunakan mesin tekan untuk menekan sampel batuan dari satu arah (uniaxial). Nilai UCS merupakan besar tekanan yang harus diberikan sehingga membuat batuan pecah.



4



Untuk menentukan kekuatan batuan, digunakan klasifikasi Uniaxial Compressive Strength (UCS) yang diusulkan oleh Deere & Miller, 1968 (dalam Bieniawski, 1984). Tabel 1. Klasifikasi kekuatan batuan menggunakan UCS (MPa)



UCS 200



Bobot 0 1 2 4 7 12 15



Menurut Hoek & Bray (1977) batuan sedimen seperti lanau, pasir atau batubara dikategorikan kedalam moderately weak rock sampai moderately strong rock dan menurut UCS bernilai antara 1 – 25 MPa dan 25 - 50 MPa. 2. Rock Quality Designation (RQD; %). RQD adalah suatu penilaian kualitas batuan secara kuantitatif berdasarkan kerapatan kekar. RQD didefinisikan sebagai presentase panjang core utuh yang lebih dari 10 cm terhadap panjang total core run. Diameter core yang dipakai dalam pengukuran minimal 54.7 mm dan harus dibor dengan doubletube core barrel. Tabel 2. Penilaian dari RQD



RQD (%) < 25 25 – 50 50 – 75 75 – 90 90 – 100



Bobot 3 8 13 17 20



3. Jarak rekahan (joint spacing) Jarak antar (spasi) kekar didefinisikan sebagai jarak tegak lurus antara dua kekar berurutan sepanjang garis pengukuran yang dibuat sembarang. Sementara Sen dan Eissa (1991) mendefinisikan spasi kekar sebagai suatu panjang utuh pada suatu selang pengamatan. Menurut ISRM, jarak antar (spasi) kekar adalah jarak tegak lurus antara bidang kekar yang berdekatan dalam satu set kekar. Table 3. bobot dari jarak rekahan (cm/rekahan)



5



Jarak rekahan (cm/rekahan) 200



Bobot 5 8 13 15 20



4. Kondisi rekahan (joint conditioin) Kondisi diskontinuitas merupakan parameter yang sangat kompleks dan terdiri dari sub-sub parameter, yakni:  kekasaran bidang permukaan rekahan (roughness)  lebar jarak antarbidang rekahan (separated)  material pengisi rekahan (infilling/gouge)  tingkat pelapukan rekahan (weathering) Tabel 4. Bobot dari kondisi rekahan



Kondisi Soft gouge 5 mm, separated 5 mm, continuous Slickensided surface, gouge 5 mm,separation 1 – 5 mm Slighty rough surfaces, separation 1 mm, highly weathered walls Slightly rough surface, separation 1 mm, slightly weathered walls Very rough surfaces, not continous, no separation, unweathered



Bobot 0 10 20 25 30



walls



5. Kondisi air tanah (groundwater) Debit aliran air tanah atau tekanan air tanah akan mempengaruhi kekuatan massa batuan. Oleh sebab itu perlu diperhitungkan dalam klasifikasi massa batuan. Pengamatan terhadap kondisi air tanah ini dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu: 1. Inflow per 10 m tunnel length Menunjukkan banyak aliran air yang teramati setiap 10 m panjang terowongan. Semakin banyak aliran air mengalir maka nilai yang dihasilkan untuk RMR akan semakin kecil. 2. Joint Water Pressure Semakin besar nilai tekanan air yang terjebak dalam kekar (bidang diskontinu) maka nilai yang dihasilkan untuk RMR akan semakin kecil.



6



3. General condition Mengamati atap dan dinding terowongan secara visual, sehingga secara umum dapat dinyatakan dengan keadaaan umum dari permukaan seperti kering, lembab, menetes atau mengalir. Untuk penelitian ini, cara ketiga ini yang digunakan. Kondisi



air



tanah



yang



ditemukan



pada



pengukuran



kekar



diidentifikasikan sebagai salah satu kondisi berikut : kering (completely dry), lembab (damp), basah (wet), terdapat tetesan air (dripping), atau terdapat aliran air (flowing). Pada perhitungan nilai RMR, parameter kondisi air tanah (groundwater conditions) diberi bobot berdasarkan tabel dibawah ini. Table 5. bobot dari kondisi air tanah



Airtanah Mengalir Menetes Basah Lembab Kering



Bobot 0 4 7 10 15



6. Orientasi Rekahan F1 = mencerminkan pararelisme antara arah kekar dan arah lereng F2 = memperlihatkan kemiringan kekar F3 = memperlihatkan hubungan kemiringan kekar dengan kemiringan lereng Tabel 6. Bobot dari orientasi rekahan Kasus PLANAR / αj – αs / TOPPLING / αj – αS – 180o / P/T PLANAR TOPPLING P/T PLANAR TOPPLING P/T



F1 rating / βj / F2 rating F2 rating / βj – βs / / βj + βs/ F3



Very Favorable > 30o 0.15



< 20o 0.15 1.00 > 10o < 110 0.00



Very



Favorable



Fair



Unfavorable



30o – 20o



20o – 10o



10o – 15o



Unfavorable < 5o



0.40



0.70



0.85



1.00



20o – 30o 0.40 1.00 10o – 0o 110 – 120 -6



30o – 35o 0.70 1.00 0o > 120 - 25



35o -45o 0.85 1.00 0o – (-10o)



> 45o 1.00 1.00 < 10o



- 50



- 60



Kemudian metode dari penngalian (romana, 1980 in Djakamihardja & Soebowo, 1996) juga sangat mempengaruhi. Tabel 7. Bobot dari adjustment factor untuk metode penggalian



7



METHOD OF EXCAVATION Natural Slope Presplitting Smooth Blasting Normal Blasting Deficient Blasting Mechanical Excavation



Adjustment Factor F4 = +15 F4 = +10 F4 = +8 F4 = 0 F4 = -8 F4 = 0



Terakhir, nilai RMR didapat dari penjumlahan bobot dari masing-masing parameter dan digunakan klasifikasi untuk kekuatan batuan pada table dibawah ini. Table 8. deskripsi bobot batuan berdasarkan nilai RMR CLASS NO. RMR Description



V 0 – 20 Very bad



IV 21 – 40 Bad



Stability



Fully instable



Instable



Big planar or



Planar or big



soil – like



wedges Important



Failures Support



Re-excavation



III 41 – 60 Normal Partially



corrective



Stable Some joints or many wedges Systematic



II 61 – 80 Good



I 81 – 100 Very good



Stable



Fully stable



Some blocks



None



Occasional



None



II.3 Penggunaan Rock Mass Rating (RMR) Setelah nilai bobot masing-masing parameter-parameter diatas diperoleh, maka jumlah keseluruhan bobot tersebut menjadi nilai total RMR. Nilai RMR ini dapat dipergunakan untuk mengetahui kelas dari massa batuan, memperkirakan kohesi dan sudut geser dalam untuk tiap kelas massa batuan seperti terlihat pada tabel dibawah ini.



8



Kondisi massa batuan dievaluasi untuk setiap setiap bidang diskontinu yang ada. Dengan menjumlahkan semua rating dari lima parameter akan diperoleh nilai RMR dasar yang belum memperhitungkan orientasi bidang diskontinu. Adjusment terhadap orientasi bidang diskontinu ini dipisahkan dalam perhitungan nilai RMR karena pengaruh dari bidang diskontinu tersebut tergantung pada aplikasi engineering-nya, seperti terowongan, chamber, lereng atau fondasi. Arah umum dari bidang diskontinu berupa strike dan dip, akan mempengaruhi kestabilan lubang bukaan. Hal ini ditentukan oleh sumbu dari lubang bukaan tersebut, apakah tegak lurus strike atau sejajar strike, penggalian lubang bukaan tersebut, apakah searah dip atau berlawanan arah dengan dip dari bidang diskontinu. II.4 Rock Mass Rating basic (RMR basic) RMRbasic adalah nilai RMR dengan tidak memasukkan parameter orientasi kekar dalam perhitungannya. Untuk keperluan analisis kemantapan suatu lereng, Bieniawski (1989) merekomendasikan untuk memakai sistem Slope Mass Rating (SMR) sebagai metode koreksi untuk parameter orientasi kekar. Sedangkan RMRbasic adalah nilai RMRbasic dengan parameter kondisi air diasumsikan kering. RMRbasic bertujuan untuk melihat kondisi batuan secara alami tanpa adanya pengaruh air.



9



10



II.5 Aplikasi Rock Mass Rating (RMR) dalam Pembuatan Terowongan Rock Mass Rating (RMR) adalah metode yang telah dikenal luas dan banyak diaplikasikan pada keadaan dan lokasi yang berbeda-beda, seperti tambang pada batuan kuat, terowongan, tambang batubara, kestabilan lereng, dan kestabilan pondasi. Klasifikasi ini juga sudah dimodifikasi beberapa kali sesuai dengan adanya data baru agar dapat digunakan untuk berbagai kepentingan dan sesuai dengan standar internasional.



11



BAB III KESIMPULAN Kesimpulan dari pembahasan ini adalah: 1. Nilai RMR dapat dipergunakan untuk mengetahui kelas dari massa batuan, memperkirakan stabilitas dan daya dukung untuk tiap kelas massa batuan. 2. Rock Mass Rating (RMR) banyak diaplikasikan sesuai dengan keadaan dan lokasi yang berbeda-beda, seperti tambang batubara, terowongan, kestabilan lereng, dan kestabilan pondasi.



12



DAFTAR PUSTAKA Bieniawski, Z.T., 1989, Engineering Rock Mass Classifications, John Wiley, New York. Hirnawan, R. F dan Zufialdi, Z. 2002. Geoteknik dan Geomekanik. Bandung: Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjajaran Soetojo, Moesdarjono. 2009. Teknik Pondasi Pada Lapisan Batuan. ITS Press. Surabaya



13