Upload
andini-nur-fajrina
View
41
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
geologi
Citation preview
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