I.
JUDUL
ANALISIS KLASIFIKASI MASSA BATUAN PADA TAMBANG KUARI BATUGAMPING DENGAN OPE M ASS ASS RATI NG MENGGUNAKAN METODE SL OPE (SMR) DI PT SINAR ASIA FORTUNA KECEMATAN SALEH KABUPATEN REMBANG JAWA TENGAH II.
LATAR BELAKANG MASALAH
PT. Sinar Asia Fortuna merupakan salah satu perusahaan swasta yang bergerak dibidang industri pertambangan batugamping, secara administratif berada di Dusun Pancuran, Desa Tahunan, Kecematan Sale , Kabupaten Rembang, Jawa Tengah dan telah beroperasi sejak tahun 1995. Konsumen utama dari produksi batugamping saat ini yaitu PT.Tjiwi Kimia dan merupakan salah satu perusahaan kertas yang berlokasi di Mojokerto Jawa Timur. Aktivitas penambangan pada tambang kuari yang berada pada PT. Sinar Asia Fortuna berhubungan dengan penggalian dan penimbunan akan menghadapi masalah dengan lereng, baik itu pada lereng kerja (working ( working slope) slope) maupun pada lereng akhir ( final final slope). slope). Lereng-lereng tersebut harus dianalisis kemantapannya untuk mencegah terjadinya bahaya keruntuhan atau longsoran yang dapat menimbulkan korban jiwa, kerugian waktu dan kerugian biaya. Oleh karna itu dengan menggunakan Metode Slope Mass Rating untuk mengetahui klasifikasi massa batuan dan kesetimbanganya. Perlu dilakukan suatu perancangan yang tepat untuk mengetahui tingkat kestabilan batuan dalam proses penambangan pada PT. Sinar Asia Fortuna. Slope Mass Rating adalah adalah penerapan nilai RMR untuk memperkirakan sudut kemiringan lereng pengupasan. Romana (1990, dalam Djakamihardja dan soebowo, 1996) mengaitkan nilai RMR dengan faktor penyusuaian dari orientasi kekar terhadap orientasi lereng serta sistem pengupasan lereng dalam bentung angka rating (pembobotan).
1
Untuk mengetahui kemantapan lereng berdasarkan klasifikasi massa batuanya pada PT. Sinar Asia Fortuna diperlukan metode yang tepat yang sesuai s esuai dengan kondisi geologi, ganesa, dan endapanya. dalam pengaplikasianya, maka peneliti mencoba mengklasifikasi massa batuan dengan menggunakan metode SMR pada SMR pada PT. Sinar Asia Fortuna. Analisa
yang
dilakukan
berdasarkan
observasi
lapangan
dan
uji
laboratorium, dimana data ini akan digunakan dalam mendapatkan tingkat kestabilan masa batuan dan juga digunakan untuk menentukan disain kemiringan lereng batuan. Metode evaluasi yang diaplikasikan merupakan pendekatan empirik dari klasifikasi masa batuan ( Rock Rock Mass Rating ) dan
klasifikasi
kemiringan lereng (Slope (Slope Mass Rating ). ). Pendekatan ini akan bermanfaat untuk memperoleh pengertian yang lebih baik, hubungannya hubungannya dengan pengaruh geologi geologi dan parameter kekuatan batuan serta mekanisme keruntuhan masa batuan.
III.
PERUMUSAN MASALAH
Dengan dilakukanya kegiatan penambangan secara berkelanjutan pada PT. Sinar Asia Fortuna, dan dengan memperhatikan struktur-struktur geologi yang ada. Permasalahan yang timbul adalah bagaimana cara peneliti mengetahui dan mengklasifikasi massa batuan yang berada pada setiap lereng atau jenjang penambangan yang berada pada tambang kuari PT. Sinar Asia Fortuna yang didapatkan berdasarkan hasil penelitian langsung yang dilakukan dilapangan. yang bertujuan untuk mengetahui keterdapatan struktur-struktur geologi dan klasifikasi massa batuanya, sehinga peneliti dapat melakukan uji lab pada sampel batuan dan pada akhirnya mengetahui kuat atau tidak, serta aman atau tidak jenjang tersebut, sehingga dapat disimpulkan dalam pembobotan massa lereng (Slope Mass Rating ) yang terdapat pada setiap lereng penambangan pada PT. Sinar Asia Fortuna Rembang Jawa Tengah.
2
IV.
BATASAN MASALAH
Agar pembahasan terhadap masalah yang ada sesuai dengan tujuan akhir penulisan tugas akhir ini, maka diperlukan pembatasan terhadap masalah yang ada. Maka masalah pokok yang perlu dikaji adalah keterdapatan struktur-struktur geologi dan kekuatan batuan yang mempengaruhi massa dari batugamping sehingga dapat merancang kemiringan lereng (Slope Mass Rating ) yang mempunyai kestabilan yang baik berdasarkan pembobotan batuanya pada lokasi penambangan PT. Sinar Asia Fortuna. di Dusun Pancuran, Desa Tahunan, Kecematan Sale, kabupaten Rembang, Provinsi Jawa Tengah. V.
TUJUAN PENELITIAN
Secara umum tujuan dan manfaat pengklasifikasian massa batuan pada PT. Sinar Asia Fortuna yaitu dapat mengelompokkan batuan dan mengetahui jenis, karakter atau data-data lain mengenai batuan tersebut, Tujuan dari klasifikasi massa batuan adalah untuk: a. Mengidentifikasi parameter-parameter yang mempengaruhi kelakuan /sifat massa batuan. b. Membagi massa batuan ke dalam kelompok-kelompok yang mempunyai kesamaan sifat dan kualitas. c. Menyediakan pengertian dasar mengenai sifat karakteristik setiap kelas massa batuan. d. Memperoleh data kuantitatif dan acuan untuk desain teknik. e. Menyediakan dasar acuan untuk komunikasi antara geologist dan engineer.
VI.
METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan rencana kegiatan penelitian ini adalah metode langsung dan tidak langsung. Metode langsung dilakukan dengan mengadakan pengamatan langsung dilapangan, sedangkan metode tidak langsung dilakukan dengan melakukan studi literatur baik dari perpustakaan maupun perusahaan.
3
Adapun urutan-urutan dalam melakukan kegiatan tersebut antara lain sebagai berikut : 1.
Studi Literatur Studi literatur ini dilakukan dengan mencari bahan pustaka yang menunjangdiperoleh, antara lain dari : a) Literatur di perpustakaan b) Internet c) Informasi-informasi d) Laporan penelitian terdahulu dengan topik yang sama
2.
Penelitian Dilapangan Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahap anataralain : a) Observasi lapangan dengan melakukan pengamatan secara langsung tehadap proses yang terjasi dan mencari informasi pendukung yang terkait dengan masalah yang akan dibahas. b) Menentukan lokasi pengamatan dan mengambil data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah. c) Mencocokan dengan perumusan masalah yang ada dengan tujuan agar penelitian yang dilakukan tidak meluas serta data yang diambil dapat digunakan secara efektif.
3.
Pengambilan Data
a. Data Primer Data yang diambil langsung dilapangan melalui pengamatan atau pengukuran serta perhitungan antara lain : a. Struktur Geologi b. Data jumlah keterdapatan kekar pada batuan c. Analisis RQD, kondisi kekar, jarak kekar, dan keadaan air tanah d. Pengukuran arah jurus, kemiringan jurus, arah lereng, dan kemiringan lereng e. Pengujian kuat tekan pada batuan f. Pengambilan Sampel Batuan dan ploting koordinat 4
b. Data Skunder Data yang tidak diambil langsung dilapangan tapi merupakan laporan penelitian perusahaan, data-data tersebut diantaranya adalah : a. Peta administrasi b. Peta lokasi daerah penelitian c. Peta topografi d. Data curah hujan dan data sifat fisik batugamping 4. Pengolahan Data Pengolahan
data
dilakukan
dengan
menggunakan
beberapa
perhitungan dan analisa berdasarkan kondisi yang di dapat dilapangan. 5. Analisis Hasil Pengolahan Data Analisis
hasil
pengolahan
data
dilakukan
dengan
tujuan
memperoleh kesimpulan sementara dan selanjutnya diolah dalam bagian pembahasan 6. Kesimpulan Kesimpulan diperoleh setelah dilakukan koreksi antara hasil pengolahan data yang telah dilakukan dengan permasalahan yang akan diteliti. Kesimpulan ini merupakan suatu hasil akhir dari semua yang telah dibahas.
5
Studi Literatur
Penelitian Dilapangan
Pengambilan Data
Data Primer
Data Skunder
a. Struktur Geologi b. Data kekar pada batuan c. Analisis RQD, kondisi kekar, jarak kekar, dan keadaan air tanah d. Pengukuran arah jurus, kemiringan jurus, arah lereng, dan kemiringan lereng e. Pengambilan Sampel Batuan dan ploting koordinat
a.
Peta Administrasi
b.
Peta Lokasi Daerah Penelitian
c.
Peta Topografi
d.
Data Sifat Fisik Batugamping
e.
Peta Lokasi Penelitian
Pengolahan Data
Analisa Hasil
Pembahasan
Kesimpulan Dan Saran Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
6
VII. MANFAAT PENELITIAN
Manfaat yang diperoleh dari penyusunan Tugas Akhir I ini adalah : a. Sebagai acuan dalam mengetahui dan mempraktekan ilmu dan teori yang diperoleh dari bangku kuliah, khususnya berkaitan dengan masalah yang dibahas dan menambah wawasan dalam ilmu pengetahuan. b. Sebagai informasi tambahan untuk PT. Sinar Asia Fortuna dalam mengetahui keterdapatan struktur-struktur geologi yang didapatkan pada areal front penambangan. c. Sebagai acuan yang digunakan dalam memndapatkan tingkat kestabilan massa batuan dan juga digunakan untuk desain kemiringan lereng ( Slope Mass Rating ) terhadap batuan. d. Sebagai acuan penelitian berkelanjutan terhadap permasalahan yang sama yang di angkat oleh peneliti pada PT. Sinar Asia Fortuna.
7
VIII. DASAR TEORI 8.1. Konsep Massa Batuan, Struktur Batuan dan Bidang Diskontinu 8.1.1. Massa Batuan
Massa batuan merupakan volume batuan yang terdiri dari material batuan berupa mineral, tekstur dan komposisi dan juga terdiri dari bidang-bidang diskontinu, membentuk salah satu material dan saling berhubungan dengan semua elemen sebagai suatu kesatuan. Kekuatan massa batuan sangat dipengaruhi oleh frekwensi bidang-bidang diskontinu yang terbentuk, oleh sebab itu massa batuan akan mempunyai kekuatan yang lebih kecil bila dibandingkan dengan batuan utuh. Menurut Hoek & Bray (1981), massa batuan adalah insitu yang dijadikan diskontinu oleh sistem struktur seperti joint , sesar dan bidang perlapisan. Konsep pembentuk massa batuan ditulis oleh Palmstrom (2001) dalam sebuah tulisan yang berjudul Measurement and Characterizttion of Rock Joiniting yaitu seperti sebagai berikut :
Sumber : Konsep pembentukan massa batuan (Plamstrom, 2001) 8.1.2.
Struktur Batuan
Struktur batuan adalah gambaran tentang kenampakan atau keadaan batuan,
termasuk
didalam
bentuk
atau
keudukanya.
Berdasarkan
keterjadianya, struktur batuan dapat dikelompokan menjadi :
8
1.
Struktur primer, yaitu struktur yang terjadi pada saat proses pembentukan batuan. Misalnya : bidang perlapisan silang (cross bedding ) pada batuan sedimen atau kekar akibat pendinginan (cooling joint ) pada batuan beku.
2.
Struktur skunder, yaitu struktur yang terjadi` kemudian setelah batauan terbentuk akibat adanya proses deformasi atau tektonik. Misalnya lipatan ( fold ), patahan ( fault ) dan kekar ( joint ).
Bidang diskontinu dapat ditemukan pada struktur primer maupun struktur skunder. 8.1.3. Bidang Diskontinu
Secara umum, bidang diskontinu merupakan bidang yang memisahkan massa batuan menjadi bagian yang terpisah. Menurut Priset (1993), pengertian bidang diskontinu adalah setiap bidang lemah yang terjadi pada bagian yangmemiliki kuat tarik yang paling lemah dalam batuan. Menurut Gabrielsen (1990), keterjadian bidang diskontinu tidak terlepas dari masalah perubahan stress (tegangan) strain (rengangan), mineralisasi dan rekristalisasi yang terjadi pada massa batuan dalam waktu panjang. Beberapa jenis bidang diskontinu yang digolongkan berdasarkan ukuran dan komposisinya sebagai berikut : 1. Fault (patahan) Fault adalah bidang discontinu yang secara jelas memperlihatkan tandatanda bidang tersebut mengalami pergerakan. Tanda-tanda tersebut diantaranya adalah adanya zona hancuran maupun slickensided atau jejak yang terdapat disepanjang bidang fault. Fault dikenal sebagai weakness zone karna akan memberikan pengaruh pada kestabilan massa batuan dalam wilayah yang luas. 2. Joint (kekar) Joint adalah bidang diskontinu yang telah pecah namun tidak mengalami pergerakan ataupun bergerak, pergerakan tersebut sangat sedikit sehingga bisa diabaikan. Joint merupakan jenis bidang diskontinu yang paling sering hadir dalam batuan. 9
3. Bedding (bidang perlapisan) Bedding terdapat pada permukaan batuan yang mengalami perubahan ukuran dan orientasi butir dari batuan tersebut serta perubahan mineralogi yang terjadi selama proses pembentukan batuan sedimen. 4. Fracture dan crack Fracture diartikan sebagai bidang diskontinu yang pecah tidak paralel dengan struktur lain yang tampak pada batuan. Bebeberapa rock mechanic engineer menggunakan istilah fracture dan crack untuk menjelaskan pecahan atau crack yang terjadi pada saat pengujian batuan, peledakan dan untuk menjelaskan mekanisme pecahnya batuan brittle. 5. Fissure Ada banayak ahli yang menjelaskan pengertian fissure, salah satunya adalah menurut Fookes dan Dennes (1969) yang mendefinisikan fissue sebagai bidang diskontinu yang membagi suatu material utuh tampa memisahkan menjadi bagian terpisah.
Adanya bidang diskontinu pada batuan akan mempengaruhi banayk hal yang berhubungan dengan aktifitas penambangan. Diantaranya adalah pengaruh terhadap kekuatan dari batuan. Semakin banyak bidang diskontinu yang memotong massa batuan, semakin kecil pula kekuatan dari batuan tersebut. Bidang-bidang diskontinu yang ada pada massa batuan inilah yang memiliki potensi untuk terjadinya failure pada batuan yang diekskavasi. Selain itu adanya bidang diskontinu juga memberikan pengaruh lain dalam sebuah kegiatan pertambangan. Hal ini berkaitan dengan ukuran fragmentasi material yang ditambang.
10
Dari semua jenis bidang diskontinu yang ada, joint adalah yang paling sering menjadi pertimbangan. Hal ini disebabkan joint merupakan bidang diskontinu yang telah pecah dan terbuka, sehingga bidang joint sering bahkan selalu ada pada massa batuan. Oleh karna itu, dalam pertimbangan geoteknik, seringkali joint lebih menjadi perhatian dibandingkan jenis bidang diskontinu yang lainya. Dalam analisis bidang diskontinu terdapat beberapa istilah yang dipakai secara umum. Berikut ini akan dibahas beberapa poin yang berkaitan dengan bidang diskontinu. 1.
Joint Set Joint set adalah sejumlah joint yang memiliki orientasi yang relatif sama, atau sekelompok joint yang paralel.
Diagram Block dengan 3 joint Set (gambar diatas, tampak sebuah blok batuan yang memiliki tiga joint set, masing-masing joint set 1,2 dan 3) 2.
Spasi Bidang Diskontinu ( jonit Spacing ) Menurut Priest (1993) ada tiga macam spasi bidang diskontinu, ketiga macam joint spacing tersebut adalah spasi total (total spacing ), spasi set ( set/joint set spacing ) dan spasi set normal (normal set spacing ). a. Total spasing adalah jarak anatara bidang diskontinu dalam suatu lubang bor atau sampling line pada pengamatan dipermuakaan. 11
b. Joint set spasing adalah jarak antara bidang diskontinu dalam satu joint set. Jarak diukur di sepanjang lubang bor atau sampling line pada pengamatan dipermukaan. c. Normal set spasing hampir sama dengan set sampling, bedanya pada normal set sampling, jarak yang diukur adalah jarak tegak lurus antara satu bidang diskontinu dengan bidang diskontinu lainya yang adadalam satu joint set . Berdasarkan pengertian Priest ini maka pada gambar diatas, ketiga spasi diatas merupakan normal set spasing.
3.
Orientasi Bidang Diskontinu Orientasi bidang diskontinu yaitu kedudukan dari bidang diskontinu yang
Meliputi arah dan kemiringan bidang. Arah dan kemiringan dari bidang diskontinu biasanya dinyatakan dalam (Strikr/Dip) atau ( Dip Direction/Dip). a. Strike (jurus) Merupakan arah dari garis horizontal yang terletak pada bidang diskontinu yang miring. Arah ini diukur dari arah utara searah jarum jam ke arah garis horizontal tersebut. b. Dip Derection Dip direction merupakan arah penunjaman dari bidang diskontinu. Dip Direction (DDR) diukur dari North searah jarum jam ke arah penunjaman tersebut atau sama dengan 90 derajat dari strike searah jarum jam kearah penunjaman. DDR = strike + 90 c. Dip (kemiringan lereng) Dip adalah sudut yang diukur dari bidang horizontal ke arah kemiringan bidang diskontinu.
12
8.2. Klasifikasi Massa Batuan
Klasifikasi massa batuan menguntungkan pada tahap studi kelayakan dan desain awal dimana sangat sedikit informasi yang tersedia mengenai massa batuan, tegangan, dan hidrogeologi. Secara sederhana, klasifikasi massa batuan digunakan sebagai sebuah check-list untuk meyakinkan bahwa semua informasi penting telah dipertimbangkan, didalam geoteknik, klasifikasi massa batuan yang pertama diperkenalkan sekitar 60 tahun yang lalu yang ditujukan untuk terowongan dengan penyanggaan menggunakan penyangga baja. Klasifikasi dikembangkan untuk penyangga non-baja untuk terowongan, lereng, dan pondasi. Pendekatan desain yang biasa digunakan untuk penggalian pada batuan yaitu: analitik, observasi, dan empirik. Salah satu yang paling banyak digunakan adalah pendekatan desain dengan menggunakan metode empiric. Klasifikasi massa batuan dikembangkan untuk mengatasi permasalahan yang timbul dilapangan secara cepat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi analitik, observasi lapangan. Klasifikasi massa batuan digunakan sebagai alat dalam menganalisis kemantapan lereng yang menghubungkan antara pengalaman dibidang massa batuan dengan kebutuhan pemantapan diberbagai kondisi lapangan yang dibutuhkan. Namun demikian, penggunaan klasifikasi massa batuan tidak digunakan sebagai pengganti perencanaan rinci. Pada dasarnya pembuatan klasifikasi masssa batuan bertujuan (Bieniawski, 1989) : a. Mengidentifikasi parameter-parameter penting yang mempengharuhi perilaku massa batuan. b. Membagi formasi massa batuan ke dalam grup yang mempunyai perilaku sama menjadi kelas massa batuan. c. Memberikan dasar-dasar untuk pengertian karakterisitik dari setiap kelas massa batuan. d. Menghubungkan pengalaman dari kondisi massa batuan disatu lokasi dengan lokasi lainnya. e. Mengambil data kuantitatif dan pedoman untuk rancangan rekayasa (engineering ) 13
f. Memberikan dasar umum untuk kemudahan komunikasi diantara para insinyur dan geologiawan.
Agar dapat dipergunakan dengan baik dan cepat maka klasifikasi massa batuan harus mempunyai beberapa sifat seperti berikut (Bieniawski, 1989) : a. Sederhana, mudah diingat dan dimengerti. b. Sifat-sifat massa batuan yang penting harus disertakan. c. Parameter dapat diukur dengan mudah dan murah. d. Pembobotan dilakukan secara relative. e. Menyediakan data-data kuantitatif. Klasifikasi massa batuan akan diperoleh paling tidak tiga keuntungan bagi perancangan kemantapan lereng yaitu (Bieniawski, 1989) : a. Meningkatkan kualitas hasil penyelidikan lapangan dengan data masukan minimum sebagai parameter klasifikasi. b. Memberikan informasi / data kuantitatif untuk tujuan rancangan. c . Penilaian rekayasa dapat lebih baik dan komunikasi lebih efektif pada suatu Proyek. Menurut Palmstrom (1995) klasifikasi massa batuan dapat dikelompokan berdasarkan bentuk dan tipe dari klasifikasi massa batuan itu. Pengelompokan menurut bentuk berkaitan dengan data masukan dari klasifikasi massa batuan. Sedangkan pengelompokan berdasarkan tipe, berhubungan dengan penerapan dari klasifikasi massa batuan tersebut. Saat ini telah berkembang berbagai metode klasifikasi massa batuan batuan. Di antara metode klasifikasi itu, ada yang digunakan untuk kepentingan metode perancangan empiris, dan ada pula yang digunakan hanya sebagai data masukan untuk klasifikasi massa batuan yang lain.
14
Beberapa Klasifikasi Massa Batuan yang dikenal saat ini adalah : 1. Metode Klasifikasi Beban Batuan (Rock Load ) 2. Klasifikasi Stand up time 3. Rock Quality Designation (RQD) 4. Rock Structure Rating (RSR) 5. Rock Mass Rating (RMR) 6. Slope Mass Rating (SMR)
1.
Metode Klasifikasi Beban Batuan (Rock Load ) Metode ini biasa juga disebut dengan Klasifikasi Massa Batuan Terzaghi
(1946) metode karena ini diperkenalkan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1946, merupakan metode pertama yang cukup rasional yang mengevaluasi beban batuan untuk desain terowongan dengan penyangga baja. Metode ini telah dipakai secara berhasil di Amerika selama kurun waktu 50 tahun. Akan tetapi pada saat ini metode ini sudah tidak cocok lagi. Terowongan saat ini yang dibangun dengan menggunakan penyangga beton dan rockbolts. Referensi paling awal mengenai penggunaan klasifikasi massa batuan untuk perancangan terowongan. Beban batuan yang harus ditahan oleh steelsets diperkirakan berdasarkan deskripsi kualitatif massa batuan. 2.
Klasifikasi Stand-uptime Metode ini diperkenalkan oleh Laufer pada 1958. Dasar dari metode ini
adalah bahwa dengan bertambahnya span terowongan akan menyebabkan berkurangnya waktu berdirinya terowongan tersebut tampa penyanggaan. Metode ini sangat berpengaruh terhadap perkembangan klasifikasi massa batuan selanjutnya. 3.
Rock Quality Designation (RQD) RQD dikembangkan pada tahun 1964 oleh Deere. Metode ini didasarkan
pada perhitungan presentase inti terambil yang mempunyai panjang 10 cm atau lebih. Dalam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung walaupun mempunyai panjan lebih dari 10 cm. Diameter inti optimal yaitu 47,5 mm. Nilai RQD dapat pula dipakai untuk pemeriksaan penyangaan trowongan. 15
Saat ini RQD sebagai parameter standar dalam pemerian inti pemboran dan merupakan salah satu parameter dalam menentukan klasifikasi massa batuan RMR dan Q-system RQD didefinisikan sebagai berikut.
Berdasarkan nilai RQD massa batuan diklasifikasikan sebagai: RQD Kualitas Massa Batuan : 25 - 50%
Jelek
50 - 75%
Sedang
75 - 90%
Baik
90 - 100%
Sangat baik
Rumus yang di gunakan : RQD = 115 – 3,3 x JV,
JV = 1/S1 + 1/S2 + 1/S3
Dimana = S1,S2,dan S3 adalah spasi kekar
Jika frekuensi retakan = 20 kekar/meter, maka RQD = 40,60 % Jika frekuensi retakan = 11 kekar/meter, maka RQD = 69,90 % Jika frekuensi retakan = 5 kekar/meter, maka RQD = 90,9 0% Jika frekuensi retakan = 2 kekar/meter, maka RQD = 98,2 0% 8.3.
Klasifikasi Geomekanik
Sistem RMR (Rock Mass Rating) merupakan klassifikasi geomekanik yang dikembangkan oleh Bieniawski sampai pada tahun 1989 sehingga mudah digunakan dan bersesuaian dengan prosedur dan standar internasional. RMR ini dapat digunakan untuk bebarapa aplikasi terowongan, pertambangan, lereng dan fondasi mass batuan adalah kumpulan batu yang dipiasahkan oleh ketidak menerusan (diskontuinitas). Diskontuinitas adalah terminologi umum dalam mekanika batuan dan istilah yang digunakan untuk semua jenis patahan termasuk diantaranya(fracture) kekar ( joint), kontak, maupun patahan sesar (Sesar). Dalam klasifikasi geomekanik, massa batuan dibagi menjadi beberapa wilayah berdasarkan keseragaman struktur yang ada ataupun litologi.
16
Klasifikasi Geomekanik (Bieniawski, 1973, 1976, 1984) didasarkan pada hasil penelitian 49 terowongan di Eropa dan Afrika. Klasifikasi ini menilai beberapa parameter yang kemudian diberi bobot (rating ) dan digunakan dalam perencanaan terowongan. Rock Mass Rating ( RMR) adalah pembobotan massa batuan. Sistem pembobotan dapat dilihat pada Tabel klasifikasi geomekanik (Tabel A, B, C, dan D/Tabel Bineawski). Pembobotan adalah jumlah dari nilai bobot parameter pada Tabel A dan B. Pada tabel C jumlah nilai tersebut dimasukkan ke dalam kelompok yang sesuai dengan pembobotan masing-masing. Pada Tabel C, nomor kelas dan pemerian dapat diberikan. Pada Tabel D makna dan kegunaan tiap-tiap nomer kelas disampaikan di sini. Berdasarkan nilai RMR, jangkauan atap (span) apat direncanakan, serta keleluasaan waktu yang tersedia agar terowongan tidak runtuh dapat diperkirakan. Klasifikasi
Geomekanik
(Bieniawski,
1973)
juga
dipakai
dalam
memperkirakan kestabilan suatu pengupasan lereng massa batuan. Sama halnya dengan penilaian terowongan, penilaian kestabilan lereng juga menggunakan data hasil observasi lapangan dan data laboratorium sehingga dalam pembobotan dapat dilihat nilai RMR. Massa batuan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Sangat buruk Nilai RMR
= 0 - 20
Buruk
Nilai RMR
= 21 - 40
Sedang
Nilai RMR
= 41 - 60
Baik
Nilai RMR
= 61 - 80
Sangat Baik
Nilai RMR
= 81 – 100
17
Klasifikasi massa batuan sistem Rock Mass Rating menggunakan lima parameter dasar dan satu parameter koreksi yaitu: 1. Kekuatan batuan ( strength of intact rock) 2. Rock qualitiy designation( RQD) 3. Spasi antar diskontuinitas 4. Kondisi bidang diskontuinitas 5. Kondisi air tanah 6. Slope mass rating ( SMR )
1.
Kekuatan Batuan Parameter kekuatan batuan didapatkan dari pengujian laboratorium dengan
menggunakan alat point load test (Brown ,1981). Pengujian ini dilakukan terhadap contoh yang diambil dilapangan berupa batuan yang masih fress atau telah megalami pelapukan, hasil pengujian ini berupa kuat tekan batuan (Poin load test) dinyatakan dalam satuan Mpa, Pengambilan contoh batuan dilapangan umumnya tidak beraturan. 2.
Rock Qualtiy Designation (RQD) Pengamatan dan pencatatan terhadap orientasi diskontiunitas di lakukan
dengan secara sistematis dengan menggunakan metode scanline, dalam metode ini dalam pencatatan atribut diskontiunitas dilakukan sepanjang garis pengamatan dengan batasan 40 cm ke atas dan 40 cm kebawah dari garis pengamatan yaitu dengan cara membentangkan tali di sepanjang lereng tersebut dan membatasi tali tersebut pertiap meternya, dimana pengambilan data kekar diambil pertiap meternya dikatakan dengan lintasan satu dan seterusnya kemudian tali tersebut memotong kekar-kekar yang ada di lereng tersebut, hal yang perlu dicatat dalam pengamatan adalah no lintasan, posisi diskontiunitas (jarak dari tiap lintasan) kedudukan kekar (jurus dan kemiringan) bukaan kekar (aperture), panjang kekar, material pengisi kekar pelapukan, kondisi air tanah dan kondisi kekar tersebut.
18
3.
Spasi Diskontuinitas Umumnya massa batuan bersifat tidak menerus (discontinue) terutama
pada kedalaman beberapa ratus meter dari permukaan. Bidang – bidang ketidak menerusan (diskontuinitas) tersebut berpengaruh terhadap perilaku mekanik dari masaa batuan berdasarkan kenyataan tersebut maka pengamatan diskontunitas perlu dilakukan secara teliti dan benar. Diskontuinitas dapat berupa kekar terbuka maupun kekar terisi. Kekar adalah patahnya batuan yang tidak menunjukkan adanya pergeseran dari bidang patahan tersebut. Kekar seringkali berbentuk sejajar atau sub paralel dengan perlapisan batuan (bedding planes) dan disebut sebagai kekar belapis (setting joint). Selain itu kekar juga dapat berbentuk kekar foliasi, dengan demikian spasi diskontuinitas merupakan jarak tegak lurus antar kekar dalam satu set. 4.
Kondisi Diskontuinitas Permukaan bidang-bidang diskontuinitas sangat berpengaruh terhadap
kemantapan lereng dipermukaan, kekasaran permukaan bidang diskontuinitas tersebut memiliki potensi untuk menahan batuan agar tidak mengalami keruntuhan melalui bidangbidang gelincir. ISRM (1981 dalam Brown) memberikan profil sebagai petunjuk untuk mendeskripsi permukaan bidang diskontuinitas dibagi menjadi tiga, yaitu kasar (rough), halus (smooth) dan gores garis (slickensided). Bobot nilai yang lebih besar diberikan kepada permukaan bidang diskontuinitas yang lebih kasar, segar dan tidak terisi atau rapat, permukaan bidang diskontuinitas yang halus dan terbuka serta telah mengalami pelapukan atau terisi material lunak akan mendapatkan bobot nilai yang lebih kecil
19
Gambar Profil permukaan bidang diskontuinitas (Brown, 1989)
5.
Kondisi Air Tanah Aliran air yang berada di dalam massa batuan dapat menimbulkan masalah
kemantapan lereng yang berada dipermukaan, masalah yang timbulkan antara lain disebabkan oleh tekanan air ( Water pressure), erosi, perlepasn air (discharge), pembekuan air, aliran air didalam massa batuan mengalir melalui pori-pori batuan, jika batuan tersebut berpori dan permeabel namun dalam kondisi tertentu batuan terkekarkan aliran air yang melalui bidang-bidang diskontuinitas justru lebih sering menimbulkan masalah yang lebih besar.
6.
Slope Mass Rating (SMR) Adalah penerapan nilai RMR untuk memperkirakan sudut kemiringan
lereng pengupasan. Romano (1990) mengaitkan nilai RMR dengan faktor penyesuaian dari orientasi kekar tehadap orientasi lereng serta sistem pengupasan lereng dalam bentung angka rating (pembobotan) yaitu: 20
F1 mencerminkan paralelismbae antara arah kekar dan arah lereng F2 memperlihatkan kemiringan kekar F3 memperlihatkan hubungan kemiringan kekar dengan kemiringan lereng F4 merupakan penyesuaian untuk metoda pengupasan.
Romano (1990) memberikan nilai SMR dari keempat faktor tersebut sbb.: SMR = RMR - ( F1 x F2 x F3 ) + F4
Laubscher (1975) membahas hubungan RMR dan SMR sebagai berikut :
Sudut lereng yang disarankan (Pembobotan massa lereng, SMR) 75 o
Untuk nilai RMR (Pembobotan massa batuan) sebesar : 81 - 100
65 o
61 - 80
55 o
41 - 60
45 o
21 - 40
35 o
00 – 20
Hall (1985) memberikan nilai SMR, sbb.: SMR = 0,65 RMR +25
Orr (1992) memberikan nilai SMR, sbb.: SMR = 35 ln RMR – 71
Tabel. Rating of adjustment factor for method of excavation
21
8.4. Tabel Klasifikasi Yang Digunakan
A.
Klasifikasi Parameter Dan Pembobotan
Parameter
Selang Nilai
Kuat Tekan
PLI (MPa)
>10
10-4
4-2
2-1
untuk Kuat Tekan Rendah
Batuan Utuh
UCS (MPa)
>250
100-250
50-100
25-50
25-5
5-1
<1
Bobot
15
12
7
4
2
1
0
RQD (%)
90-100
75-90
50-75
25-50
<25
Bobot
20
17
13
8
3
Jarak Kekar
>2m
0.6-2m
0.2-0.6m
0.06-0.2
<0.06m
Bobot Parameter
20
15
10
1
2 3
4
5
Agak kasar, pemisahan <1 mm, dinding agak lapuk
Slicken – slide/tebal gouge < 5 mm, atau pemisahan 1-5 mm, menerus
Gouge lunak tebal > 5 mm atau pemisahan > 5mm menerus
30
25
20
10
0
None
<10
25-10
25-125
>125
0
<0.1
0.1-0.2
0.2-0.5
>0.5
Kering
Lembab
Basah
Menetes
mengalir
15
10
7
4
0
Kondisi Kekar
Bobot
Kondisi umum Bobot
5
Agak kasar, pemisahan < 1 mm, dinding sangat lapuk
sangat kasar, tdk menerus, tdk ada pemisahan, dinding batu tdk lapuk
Aliran/10 m panjang trowongan (lt/min) Tekanan air kekar maks ϭ1
8 Selang Nilai
22
B. SMS = RMRB + (F1X F2 X F3 ) + F4
Faktor penyesuaian untuk kekar (F1,F2,F3) Longsoran bidang | αj – βs | Toppling | αj – βs - 180 | Nilai F1 Hubungan | βj | Nilai F2 longsoran bidang Nilai F2 Toppling Hubungan Longsoran bidang β j - βs Toppling β j - βs Nila F3 Hububgan F4
Sangat menguntungkan
αj = arah kekar, βj = kemiringan kekar Αs = arah lereng, βj = kemiringan lereng Tidak menguntungkan Baik menguntungkan
> 300
300 - 200
0.15
0.4
< 200 0.13
> 100 < 1100 0
Metode penggalian
Lereng asli
Nilai F4
15
200 - 100
100 - 20
0.7 0.85 F1 = ( 1 – sin (| αj – βs |)2 200 - 100 300 - 350 350 - 450 0.4
0.7
0.85
1 F2 = tg2 βj 0 0 10 - 0 00 00 – (-100) 1100 - 1200 > 1200 6 -25 -50 F3 ( mengunakan pembobotan bieniawski, 1976 ) F4 = nilai empirik untuk metode penggalian Smooth Peledakan atau prespliting blasting mekanik 10 -8 0
Sangat tidak mengungtungkan < 20 1 > 450 1
< ( - 100) -60
Peledakan buruk -8
23
IX.
RENCANA KEGIATAN PENELITIAN
Rencana kegiatan penelitian adalah sebagai berikut : No
1
Tahap kegiatan
Februari 2015
Tahap
1
2
3
4
Maret 2015 1
2
3
April 2015 4
1
3
4
5
Persiapan Pengumpulan Data
Studi
Pustaka Penyusunan Proposal Konsultasi Proposal Tahap Penulisan 2
Laporan Penyusunan Draft Konsultasi Draft Presentasi
3
Pelaksanaan Presentasi Perbaikan Draft
4
Penjilitan
Dan
Pendadaran
24
DAFTAR PUSTAKA
25
