BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Maksud dan Tujuan

Mengetahui kekuatan massa batuan berdasarkan klasifikasi Rock Mass Rating

(RMR) sesuai parameternya

Mengetahui nilai Slope Mass Rating (SMR) dari nilai RMRb yang telah

diketahui sebelumnya dan mengklasifikasikannya

Memberikan rekomendasi tindakan/treatment berdasarkan angka SMR nya.

1.2. Waktu Pelaksanaan

Hari, tanggal : Rabu, 23 Oktober 2013

Waktu : 15.00-17.00 WIB

Tempat : Ruang Seminar Gedung Pertamina Sukowati

1

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Rock Mass Rating (RMR) System

Metode Rock Mass Rating (RMR) merupakan suatu penilaian atau

valuasi ketahanan massa batuan. Penilaian atau valuasi ini berupa klasifikasi

kualitas suatu massa batuan. Kegunaan dari hasil Rock Mass Rating (RMR) ini

adalah untuk menentukan kemiringan lereng maksimum maupun untuk support

terowongan yang disebut Slope Mass Rating (SMR).

Sistem klasifikasi massa batuan Rock Mass Rating (RMR)

menggunakan delapan parameter, dimana rating setiap parameter dijumlahkan

untuk memperoleh nilai total dari Rock Mass Rating (RMR).

1. Unconfined Compressive Strength

Unconfined Compressive Strength (UCS) merupakan suatu nilai kekuatan

massa batuan yang bisa ditentukan dengan uji Uniaxial dan dapat diestimasi

dari Point Load Test.

Tabel 2.1 Penentuan kekuatan batuan di lapangan (ISRM, 1981)

Grade* Term Uniaxial Comp.

Strength (MPa)

Point Load Index (MPa)

Field estimate of strength

Examples

R6 Extremely strong

> 250 > 10 Specimen can only be chipped with a geological hammer

Fresh basalt, chert, diabase, gneiss, granite, quarzite

R5 Very strong

100 – 250 4 -10 Specimen requires many blows of a geological hammer to fracture it

Amphibolite, sandstone, basalt, gabbro, gneiss, granodiorite, limestone, marble, rhyolite, tuff

R4 Strong 50 – 100 2 – 4 Specimen requires more

Limestone, marble, phyllite, sandstone,

2

than one blow of a geological hammer to fracture it

schist, shale

R3 Medium strong

25 – 50 1 – 2 Cannot be scraped or peeled with a pocket knife, specimen can be fractured with a single blow from a geological hammer

Claystone, coal, concrete, schist, shale, siltstone

R2 Weak 5 – 25 ** Can be peeled with a pocket knife with difficulty, shallow indentation made by firm blow with point of a geological hammer

Chalk, rocksalt, potash

R1 Very weak 1 – 5 ** Crumbles under firm blows with point of a geological hammer, can be peeled by pocket knife

Highly weathered or altered rock

R0 Extremely weak

0,25 – 1 ** Indented by thumbnail

Stiff fault gouge

* Grade according to Brown (1981).

** Point load tests will give highly ambiguous results on rocks with a uniaxial

compressive strength of less than 25 MPa.

Nilai UCS yang diestimasi dari uji Point Load Test

Tabel 2.2 Penilaian Unconfined Compressive Strength (MPa)

(Bieniwaski, 1989)

(UCS (MPa) Rating

3

Is(50) x 24 = UCS

< 1 01 – 5 1

5 – 25 225 – 50 450 – 100 7100 – 200 12

> 200 152. Rock Quality Designation (RQD)

Pada tahun 1967 D.U.Deere memperkenalkan Rock Quality Designation

(RQD) sebagai sebuah petunjuk untuk memperkirakan kualitas dari massa

batuan secara kuantitatif. RQD didefinisikan sebagai presentasi dari

perolehan inti bor (core) yang secara tidak langsung didasarkan pada jumlah

bidang lemah dan jumlah bagian yang lunak dari massa batuan yang diamati

dari inti bor (core). Hanya bagian yang utuh dengan panjang lebih besar dari

100 mm (4 inchi) yang dijumlahkan kemudian dibagi panjang total

pengeboran (core run).

Metode RQD menurut Deere digunakan untuk menghitung RQD dari hasil

pemboran inti (coring). Untuk menentukan RQD pada singkapan langsung di

lapangan menggunakan dihitung dengan menggunakan rumus RQD menurut

Priest dan Hudson. Menurut Priest dan Hudson (1967), hubungan (dengan

kesalahan 5%) antara RQD dan frekuensi discontinuity per-meter adalah :

Rumus RQD menurut Priest dan Hudson (1967)

dimana λ = frekuensi discontinuity per-meter

Tabel 2.3 Penilaian Rock Quality Design (RQD)

(Bieniawski, 1989)

4

RQD = Σ Length of core pieces > 10 cm length X 100% Total length of core run

RQD (%) Rating Rock Quality25 3 Very Poor

25 – 50 8 Poor50 – 75 13 Fair75 – 90 17 Good90 – 100 20 Excellent

3. Joint Spacing (m/joint atau cm/joint)

Pengukuran spasi kekar dilakukan secara tegak lurus seperti Prosedur

Pengukuran Kekar (Kramadibrata, 1997) di bawah ini

Gambar 2.1. Prosedur pengukuran kekar (Kramadibrata, 1997)

Keterangan :

d14 = jarak sebenarnya antara dua kekar yang berukuran dalam satu set

j14 = jarak semu antara dua kekar yang berurutan dalam satu set

Joint Spacing = Spasi kekar set a + spasi kekar set b

2

Untuk penilaian atau pembobotan Joint Spacing dilihat pada tabel di bawah

ini :

Tabel 2.4 Penilaian Joint Spacing (Bieniawski, 1989)

Joint Spacing (m) Rating< 6 5

6 – 20 820 – 60 1360 – 200 15

> 200 204. Joint Condition

Kondisi kekar pada unit satuan yag diperleh dilapangan. Untuk penilaian

atau pembobotan Joint Condition dilihat pada tabel di bawah ini :

5

Tabel 2.5 Joint Condition (Bieniawski, 1989)

Kondisi RatingGouge Lemah, tebal >5mm, atau renggangan >5mm,

menerus0

Slickenside/gouge < 5 mm atau renggangan 1-5 mm, menerus

10

Permukaan agak kasar, rennggangan < 1 mm, sangat lapuk (soft wall)

20

Permukaan kasar, renggangan < 1 mm, agak lapuk (hard wall)

25

Permukaan sangat kasar, tak menerus, tak renggang, tidak lapuk (hard wall)

30

Seberapa besar tingkat pelapukan yang dialami oleh batuan dapat

ditentukan dengan melihat perubahan warna butir batuan dengan bantuan alat

palu geologi. Deskripsi tingkat pelapukan dapat dilihat pada tabel.

Tabel 2.6 Pemerian Tingkat Pelapukan Batuan (ISRM, 1981 )

Istilah Keterangan Kelas

Segar Tidak ada perubahan warna pada batuan atau sedikit perubahan warna pada permukaan diskontinyuitas.

I

Sedikit Lapuk Terjadi perubahan warna pada butiran batuan dan permukaan diskontinyuitas. Batuan terdekomposisi dan atau terintegrasi menjadi tanah. Batuan segar atau yang hanya mengalami perubahan warna masih tetap ada.

II

Pelapukan Menengah

Kurang dari setengah pada butiran batuan terdekomposisi dan atau terintegrasi menjadi tanah. Batuan segar dan atau yang hanya mengalami perubahan warna masih tetap ada.

III

Pelapukan Tinggi Lebih

Lebih dari setengah pada material batuan terdekomposisi dan atau terintegrasi menjadi tanah. Batuan segar atau yang mengalami perubahan warna masih tetap ada.

IV

Pelapukan Lengkap Seluruh material batuan terdekomposisi dan atau terintegrasi menjadi tanah. Struktur massa batuan yang asli maish ada.

V

Tanah Residu Seluruh material batuan berubah menjadi tanah. Ada perubahan volume tetapi tanah tidak tertransport.

5. Groundwater Condition

Pada unit satuan batuan dilapangan diperhatikan kondisi airtanahnya . Untuk

penilaian atau pembobotan Groundwater Condition dilihat pada tabel di

bawah ini :

6

Tabel 2.7 Penilaian Groundwater Condition (Bieniawski, 1989)

Groundwater Condition RatingMengalir 0Menetes 4Basah 7

Lembab 10Kering 15

6. Total Rating

Total rating merupakan jumlah total hasil pembobotan parameter RMR.

Total rating inilah yang disebut sebagai RMR. Total rating pada unit satuan

batuan yang ada dilapangan adalah sebagai berikut :

Tabel 2.8 Parameter dan Pembobotan RMR – A (Bieniwaski, 1989)

2.2 Slope Mass Rating

Slope Mass Rating (SMR) adalah nilai sudut kemiringan lereng

maksimum suatu massa batuan dalam kondisi stabil, yang ditentukan berdasarkan

nilai Rock Mass Rating (RMR) batuan tersebut. Karena lereng tersusun atas

7

beberapa unit satuan batuan, maka SMR dihitug dari nilai RMR total. Nilai Slope

Mass Rating (SMR) berdasarkan nilai Rock Mass Rating (RMR) dapat dihitung

dengan menggunakan beberapa rumus, yaitu :

RMR Total = (RMR 1 x Tebal 1) + (RMR 2 x Tebal 2) + (RMR n x Tebal n)

Tebal (1 – n)

Prosedur perhitungan SMR berdasarkan RMR dengan menggunakan

beberapa rumus berikut:

1. Laubscher (1975)

Tabel 2.9 Klasifikasi SMR (Laubscher, 1975)

RMR SMR ( 0)80 – 100 7560 – 80 6540 – 60 5520 – 40 450 -20 35

2. Hall (1985) : SMR = 0.65 . RMR + 25

3. Orr (1992) : SMR = 35.ln.RMR - 71

Tabel 2.10. Klasifikasi SMR (Romana, 1980)

CLASS NO.

V IV III II I

SMR 0-20 21-40 41-60 61-80 81-100Description Very bad Bad Normal Good Very Good

Stabillity Fully Instable

Instable Partially stable

Stable Fully stable

Failures Big planar or soil –

like

Planar or big wedges

Some joint or many wedges

Some block None

Support Re-excavation

Important correction

Systematic Occasional None

8

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir RMR

3.1.1. Diagram Alir RQD

9

Mulai

Membuat garis lurus yang mengenai seluruh kekar di tiap unit nya

Hitung sudut, yaitu sudut kecil antara garis tegak lurus kekar

dengan garis lurus yang dibuat

Ukur jarak semu antar kekar (dilakukan per set kekar)

Hitung jarak sebenarnya dengan rumus: jarak semu x cos (

)

Hitung rata-rata jarak sebenarnya dengan rumus:

Hitung nilai RQD unit batuan dengan rumus:

RQD= 100e-0,1xλ x (0,1 x λ + 1) Dimana

λ =

Selesai

3.1.2. Diagram Alir RMR basic

10

Mulai

Tentukan nilai UCS dan

peringkatnya

Masukan nilai perhitungan RQD dan peringkatnya

Masukan kondisi bidang diskontinyu meliputi aspek kekasaran permukaan, kemenerusan, spasi dan tingkat pelapukan

Masukan jarak antar bidang diskontinyu dan tentukan peringkatnya

Masukan kondisi airtanah unit batuan dan tentukan peringkatnya

Jumlahkan peringkat tiap aspek tadi, lalu tentukan kelas unit batuan

menurut After Bienawski, 1989

Selesai

3.2. Diagram Alir SMR

BAB IV

DATA DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 RMR dan Perhitungan Joint Spacing

a. Lapisan Bawah (Unit 1)

- Set 1

No Jarak Semu Sudut Jarak Sebenarnya

1 2,1 43 1,535

2 1,85 43 1,35

3 2,05 43 1,5

4 1,8 43 1,316

5 3,8 43 2,73

45 d = 1,4

- Set 2

No Jarak Semu Sudut Jarak Sebenarnya

1 2,5 32 2,108

2 3,55 33 2,994

3 3,45 32 2,925

32 d = 2,007

11

- Set 3

No Jarak Semu Sudut Jarak Sebenarnya

1 4,15 0 4,15

2 2,15 0 2,15

3 1,15 0 1,15

4 2,4 0 2,4

5 2,65 0 2,65

0 d = 2,083

Rata – rata = 1.4 + 2.007 + 2.083 = 1,833

λ = 1 / 1,83 = 0,546

RQD = 100 e-0.1 λ (0.1 λ + 1)= 100 e-0.1 0.546 (0.1 . 0.546 + 1)= 99,856%

b. Lapisan Atas (Unit 2)

- Set 1

No Jarak Semu Sudut Jarak Sebenarnya

1 3 14 2,9

2 1 14 0,968

3 1,6 15 1,545

4 2,4 15 2,318

5 1,85 15 1,786

6 1,55 15 1,55

7 1,9 15 1,9

15 d = 1,607

12

- Set 2

No Jarak Semu Sudut Jarak Sebenarnya

1 5,05 47 3,476

2 3,45 46 2,352

48 d = 1,943

- Set 3

No Jarak Semu Sudut Jarak Sebenarnya

1 3,05 32 2,6

2 1,35 31 1,157

3 3,15 31 2,685

4 3,35 32 2,871

5 4,1 30 3,5

31 d = 2,1

Rata – rata = 1,607 + 1,943 + 2,1 = 1,8333

λ = 1 / 1,833 = 0,531

RQD = 100 e-0.1 λ (0.1 λ + 1)= 100 e-0.1 0,531 (0.1 . 0,531 + 1)= 99,863%

Dari perhitungan rating RMRb dengan parameter UCS, RQD, Joint

spacing, Joint condition dan Groundwater didapatkan hasil dimana Lapisan

Bawah (unit 1) memiliki nilai RQD 99,856 % yang berarti massa batuan memiliki

kelas excellent begitu juga dengan lapisan atas memiliki nilai RQD 99,863% yaitu

massa batuan memiliki tingkat excellent.

4.2 Slope Mass Rating (SMR)

Dari perhitungan dan klasifikasi yang telah dilakukan didapatkan hasil

RMRb dari kedua lapisan yaitu 57 dan 53. RMRb total yaitu 65.5. Untuk mendap-

13

atkan nilai SMR dilakukan perhitungan dengan menggunalkan rumus menurut

Hall dan Orr.

Menurut Hall : SMR = 0.65 . RMR + 25

= 0.65 . 55 + 25 = 60.75

Menurut Orr : SMR = 35.ln.RMR – 71

= 35 ln 55 – 71 = 69.25

Dari hasil perhitungan tersebut dan menurut klasifikasi SMR menurut Ro-

mana 1990 termasuk kelas 2. Berdasarkan klasifikasi tersebut kelas 2 ini memiliki

deskripsi good atau dalam keadaan baik, kestabilan yang cukup baik, dengan

sedikit adanya blok dari diskontinuitas serta support yang dilakukan tidak sering

karena keadaan yang baik tersebut.

BAB V

PEMBAHASAN

5.1. RMR basic

Rock Mass Rating adalah metode untuk menilai atau mengevaluasi

ketahanan suatu massa batuan dan disajikan berupa kualifikasi kualitas suatu

massa batuan. Klasifikasi ini dibuat oleh Bieniawski (1976) berdasarkan

pengalamannya dalam mengerjakan sejumlah proyek terowongan dangkal.

Pengklasifikasian Rock Mass Rating basic menggunakan parameter Unconfined

Compressed Strength (UCS), Rock Quality Designation (RQD), Joint spacing,

kondisi bidang diskontinyu, dan kondisi airtanah. Maka untuk mengetahui nilai

RMR suatu massa batuan, pengamat harus terlebih dahulu menentukan

peringkat dari tiap-tiap aspek tersebut untuk dijumlahkan sehingga didapat kelas

massa batuan.

14

Unconfined Compressed Strength (UCS) adalah nilai kekuatan massa

batuan yang bisa ditentukan dengan uji uniaxial dari point load test. Metode

ujinya adalah dengan memukulkan spesimen dengan alat pemukul (palu geologi

sampai kuku) untuk membuatnya terlepas atau membuat rekahan pada

permukaannya. Untuk nilai ini telah ditentukan pada saat praktikum yaitu pada

unit 1 adalah 0-4 MPa dengan peringkat 7 dan pada unit 2 adalah 1-2 MPa

dengan peringkat 4 MPa.

Rock Quality Designation (RQD) adalah metode untuk memperkirakan

kualitas dari massa batuan secara kualitatif. Nilai ini didasarkan pada presentasi

dari perolehan inti bor (core). Bagian yang diperhatikan adalah panjang material

yang utuh dengan panjang > 100 mm untuk nantinya dijumlahkan dan

kemudian dibagi panjang total pengeboran. Dalam praktikum kali ini

menggunakan metode dari Priest dan Hudson (1967) yang didasarkan pada

perhitungan sudut kekar dan jarak antar kekar pada singkapan langsung.

Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, unit 1 memiliki nilai RQD

99,856% dan unit 2 memiliki nilai RQD 99,83 % dimana keduanya memiliki

peringkat 20 dalam penentuan RMR.

Jarak antar bidang diskontinyu didapat dengan pengukuran jarak kekar

langsung di lapangan untuk dicari jarak sebenarnya. Kemudian dicari nilai joint

spacing dengan cara . Untuk unit 1 memiliki jarak

2,27 m dengan peringkat 5 pada RMR dan untuk unit 2 memiliki jarak 4 m

dengan peringkat 5 pada RMR.

Untuk kondisi bidang diskontinyu dilihat berdasarkan kondisi kekasaran

permukaan batuan, kemenerusan, spasi bidang diskontinyu, dan tingkat

pelapukan. Untuk unit 1 kondisi permukaannya kasar, dan telah terlapukkan

sedang, dan memiliki regangan < 1mm sehingga memiliki peringkat 25 pada

RMR. Sedangkan untuk unit 2 kondisi permukaannya agak kasar, dengan

15

pemisahan <1 mm, dan sudah sangat lapuk sehingga memiliki peringkat 20

pada RMR.

Kondisi airtanah didasarkan pada keterdapatan aliran air pada batuan atau

tiap unitnya. Apabila tidak ditemukan rembesan, maka nilai kondisi airtanah

dianggap mengalir untuk mengantisipasi hal buruk. Oleh karena pada unit 1 dan

2 tidak diketahui mengenai keterdapatan rembesan, maka kondisinya dianggap

mengalir dimana pada klasifikasi RMR memiliki nilai 0.

5.2. SMR

Slope Mass Rating (SMR) adalah nilai sudut kemiringan lereng

maksimum suatu massa batuan dalam kondisi stabil, yang ditentukan

berdasarkan nilai Rock Mass Rating basic (RMRb) batuan tersebut. Dimana

Rock Mass Rating basic (RMRb) ini merupakan jumlah rating dari setiap

parameter diantaranya Unconfined Compressive Strength (UCS), Rock Quality

Designation (RQD), Joint Spacing, Joint Condition dan Groundwater

Condition. Klasifikasi SMR ini menggunakan rumusd dari beberapa tokoh yaitu

Laubscher, Hall dan Orr.

Menurut Hall dengan rumus SMR = 0.65 . RMR + 25 didapatkan nilai

SMR yaitu 60.75. Menurut klasifikasi SMR dari Romana,1980 termasuk dalam

kelas III dimana memiliki deskripsi keadaan normal, sebagian besar masih

stabil dengan bidang diskontinuitas yang banyak berupa kekar. Untuk treatment

atau support yang dilakukan pada bagian ini dilakukan secara sistematik.

Menurut Orr dengan rumus SMR = 35 . ln RMR – 75 didapatkan nilai

SMR yaitu 69.25. Menurut klasifikasi SMR dari Romana,1980 termasuk dalam

kelas II dimana memiliki deskripsi keadaan baik dan stabil dengan bidang

diskontinuitas berupa kekar dibeberapa bagian. Untuk treatment atau support

yang dilakukan pada bagian ini dilakukan sesuai kebutuhan karena keadaan

yang baik tersebut.

16

5.3. Rekomendasi

Dari hasil perhitungan serta klasifikasi RMR dan SMR ini diketahui

bahwa karakteristik dari lereng yang telah dianalisis ini secara keseluruhan

dalam keadaan cukup baik atau normal. Untuk treatment atau perawatan dan

penanggulangan yang dapat dilakukan diantaranya

17