Makalah RMR

MAKALAH SISTEM KLASIFIKASI MASSA BATUAN DENGAN METODE RMR

 

Disusun Oleh :

 NAMA       : BAYU TOTONAFO  LAOLI

 NIM           : DBD 112 013

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN PERTAMBANGAN UNIVERSITAS PALANGKARAYA

2014

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatnya sehingga penyusun dapat menyelesaikan makalah sistem klasifikasi massa batuan metode RMR ini tepat pada waktunya.

Penyusun tidak lupa menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini. Penyusun juga menyadari makalah  ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penyusun  meminta maaf  bila terjadi kesalahan penulisan kata dan salah dalam pencetakkan sehingga kurang menarik untuk dilihat maupun dibaca. Harapan penyusun adalah semoga makalah sistem klasifikasi massa batuan metode RMR ini berguna, dan dapat membantu untuk keperluan para pembaca. Oleh karena itu penyusun mengharapkan saran dan kritik yang membangun, sehingga dapat lebih baik kedepannya.

Penyusun juga mengharapkan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua, khususnya teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Palangka Raya.

Palangkaraya, 10 Juni 2014

Penyusun

 BAB I : PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Di dalam geoteknik, klasifikasi massa batuan yang pertama diperkenalkan sekitar 60 tahun yang lalu yang ditujukan untuk terowongan dengan penyanggaan menggunakan penyangga baja. Kemudian klasifikasi dikembangkan untuk penyangga non-baja untuk terowongan, lereng, dan pondasi. 3 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 di lapangan secara cepat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi analitik, observasi lapangan, pengukuran, dan engineering judgement. Dikarenakan kompleknya suatu massa batuan, beberapa penelitian berusaha untuk mencari hubungan antara desain galian batu dengan parameter massa batuan.

Banyak dari metode-metode tersebut telah dimodifikasi oleh yang lainnya dan sekarang banyak digunakan untuk penelitian awal atau bahkan untuk desain akhir. Ada beberapa sistem klasifikasi masa batuan yang terkenal pada saat ini, namun pada makalah ini yang akan dibahas adalah sistem klasifikasi massa batuan dengan menggunakan metode Rock Mass Rating (RMR).

I.2. Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini ialah :
1.  Sebagai tugas yang diberikan oleh dosen mata kuliah Mekanika Batuan.

2. Untuk mengetahui secara umum cara mengklasifikasi massa batuan dengan menggunakan sistem RMR (Rock Mass Rating).

BAB II : PEMBAHASAN

II. 1. 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 (Bieniawski, 1979).

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 masing-masing 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.

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 potensi yang 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 RMR (Rock Mass Rating)

Dalam mengklasifikasikan massa batuan berdasarkan sistem Klasifikasi RMR, Bieniawski menggunakan lima parameter utama yang dijumlahkan untuk memperoleh nilai total RMR, yaitu ;

a.       Uniaxial Compressive Strength (UCS)

b.      Rock Quality Designation (RQD)

c.       Jarak antar (spasi) kekar (Spacing of discontinuities)

d.      Kondisi kekar (Condition of discontinuities)

e.       Kondisi air tanah (Groundwater conditions)

Berikut ini sekilas penjelasan mengenai kelima parameter yang dipakai dalam sistem klasifikasi RMR :

a.       Uniaxial Compressive Strength (UCS) 

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. Sedangkan point load index merupakan kekuatan batuan batuan lainnya yang didapatkan dari uji  point load. Jika UCS memberikan tekanan pada permukaan sampel, pada uji point load, sampel ditekan pada satu titik. Untuk sampel dengan ukuran 50 mm, Bieniawski mengusulkan hubungan antara nilai point load strength index (Is) dengan UCS adalah UCS = 23 Is. Pada umumnya satuan yang dipakai untuk UCS dan Is adalah MPa.

Pada perhitungan nilai RMR, parameter kekuatan batuan utuh diberi bobot berdasarkan nilai UCS atau nilai PLI-nya seperti tertera pada tabel dibawah ini.

Tabel kekuatan material batuan utuh (Bienawski, 1989)

Deskripsi Kualitatif	UCS (MPa)	PLI (MPa)	Rating
Sangat kuat sekali (exceptionally strong)	>250	>10	15
Sangat kuat (very strong)	100-250	4-10	12
Kuat (strong)	50-100	2-4	7
Sedang (average)	25-50	1-2	4
Lemah (weak)	5-25	Penggunaan UCS lebih dilanjutkan	2
Sangat lemah (very weak)	1-5		1
Sangat lemah sekali (extremely weak)	<1		0

 

b.      Rock Quality Designation (RQD)

RQD didefinisikan sebagai prosentase 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 double-tube core barrel. Perhitungan RQD mengabaikan mechanical fracture yaitu fracture yang dibuat secara sengaja atau tidak selama kegiatan pengeboran atau pengukuran (Hoek, dkk. 1995). Kondisi air tanah (Groundwater conditions).

Tabel Rock Quality Designation (RQD) (Bieniawski, 1989)

RQD (%)	Kualitas Batuan	Rating
<25	Sangat jelek (very poor)	3
25-50	Jelek (poor)	8
50-75	Sedang (fair)	13
75-90	Baik (good)	17
90-100	Sangat baik (excellent)	20

 

c.       Jarak antar (spasi) kekar (Spacing of discontinuities)

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.

Pada perhitungan nilai RMR, parameter jarak antar (spasi) kekar diberi bobot berdasarkan nilai spasi kekar-nya seperti tertera pada tabel dibawah ini.

Tabel jarak antar (spasi) kekar (Bieniawski, 1989)

Deskripsi	Spasi kekar (m)	Rating
Sangat lebar (very wide)	>2	20
Lebar (wide)	0,6 - 2	15
Sedang (moderate)	0,2 - 0,6	10
Rapat (close)	0,006 - 0,2	8
Sangat rapat (very close)	<0,006	5

 d.      Kondisi kekar (Condition of discontinuities)

Ada lima karakteristik kekar yang masuk dalam pengertian kondisi kekar, meliputi kemenerusan (persistence), jarak antar permukaan kekar atau celah (separation/aperture), kekasaran kekar (roughness), material pengisi (infilling/gouge), dan tingkat kelapukan (weathering). karakteristik tersebut adalah sebagai berikut:

·         Roughness

Roughness atau kekasaran  permukaan  bidang diskontinu merupakan parameter yang penting untuk menentukan kondisi bidang diskontinu. Suatu permukaan yang kasar akan dapat mencegah terjadinya pergeseran antara kedua permukaan bidang diskontinu.

 Tabel penggolongan dan pembobotan kekasaran menurut Bienawski (1976).

Kekasaran Permukaan	Deskripsi	Pembobotan
Sangat kasar (very rough)	Apabila diraba permukaan sangat tidak rata, membentuk punggungan dengan sudut terhadap bidang datar mendekati vertical,	6
Kasar (rough)	Bergelombang, permukaan tidak rata, butiran pada permukaan terlihat jelas, permukaan kekar terasa kasar.	5
Sedikit kasar (slightly rough)	Butiran permukaan terlihat jelas, dapat dibedakan, dan dapat dirasakan apabila diraba	3
Halus (smooth)	Permukaan rata dan terasa halus bila diraba	1
Licin berlapis (slikensided)	Permukaan terlihat mengkilap	0

·         Separation

Merupakan jarak antara kedua permukaan bidang diskontinu. Jarak ini biasanya diisi oleh material lainya (filling material ) atau bisa juga diisi oleh air. Makin besar jarak ini, semakin lemah bidang diskontinu tersebut.

·        Continuity

Continuity merupakan kemenerusan dari sebuah bidang diskontinu, atau juga merupakan panjang dari suatu bidang diskontinu.

·        Weathering

Weathering menunjukkan derajat kelapukan permukaan diskontinu.

Tabel tingkat pelapukan batuan (Bieniawski, 1976).

Klasifikasi	Keterangan
Tidak terlapukkan	Tidak terlihat  tanda-tanda pelapukan,  batuan segar, butiran kristal terlihat jelas dan terang.
Sedikit terlapukkan	Kekar terlihat berwarna atau kehitaman,  biasanya terisi dengan lapisan tipis material pengisi. Tanda kehitaman biasanya akan nampak mulai dari permukaan sampai ke dalam batuan sejauh 20% dari spasi.
Terlapukkan	Tanda kehitaman nampak pada permukaan batuan dan sebagian material batuan terdekomposisi. Tekstur asli batuan masih utuh namun mulai menunjukkan butiran batuan mulai terdekomposisi menjadi tanah.
Sangat terlapukkan	Keseluruhan batuan mengalami perubahan warna atau kehitaman. Dilihat secara penampakan menyerupai tanah, namun tekstur batuan masih utuh, namun butiran batuan telah terdekomposisi menjadi tanah.

                                                       

·         Infilling (gouge)

Filling atau material pengisi antara dua permukaan bidang diskontinu mempengaruhi stabilitas bidang diskontinu dipengaruhi oleh ketebalan, konsisten atau tidaknya dan sifat material pengisi tersebut. Filling yang lebih tebal dan memiliki sifat mengembang bila terkena air dan berbutir sangat halus akan menyebabkan bidang diskontinu menjadi lemah.

Dalam perhitungan RMR, parameter-parameter diatas diberi bobot masing- masing dan kemudian dijumlahkan sebagai bobot total kondisi kekar. Pemberian bobot berdasarkan pada tabel dibawah ini.

Tabel Panduan Klasifikasi Kondisi Kekar (Bieniawski, 1989).

Parameter	Rating
Panjang kekar Persistence/continuity	< 1 m	1-3    m	3-10 m		10-20 m	>20 m
	6	4	2		1	0
Jarak antar permukaan kekar (separation/aperture)	Tidak ada	< 0,1 mm	0,1–1,0 mm		1-5 mm	> 5 mm
	6	5	4		1	0
Kekasaran kekar (roughness)	Sangat kasar	Kasar	Sedikit kasar		Halus	Slickensided
	6	5	3		1	0
Material pengisi (infilling/gouge)	Tidak ada	Keras			Lunak
		< 5 mm		> 5 mm	< 5 mm	>  5 mm
	6	4		2	2	0
Kelapukan (weathering)	Tidak lapuk	Sedikit lapuk		Lapuk	Sangat lapuk	Hancur
	6	5		3	1	0

 e.       Kondisi Air Tanah

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 :

·    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.

·    Joint Water Pressure : semakin besar nilai tekanan air yang terjebak dalam kekar (bidang diskontinu) maka nilai yang dihasilkan untuk RMR akan semakin kecil.

      ·       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.

  

Tabel Kondisi air tanah (Bieniawski, 1989).

Kondisi umum	Kering (completely dry)	Lembab	Basah	Terdapat tetesan air (dripping)	Terdapat aliran air (flowing)
Debit air tiap 10 m panjang terowongan  (liter/menit)	Tidak ada	< 10	10 – 25	25 – 125	> 125
Tekanan air pada kekar / tegangan prinsipal mayor	0	< 0,1	0,1-0,2	0,1-0,2	> 0,5
Rating	15	10	7	4	0

 I.3. Orientasi Kekar (Orientation of discontinuities)

Parameter ini merupakan penambahan terhadap kelima parameter sebelumnya. Bobot yang diberikan untuk parameter ini sangat tergantung pada hubungan antara orientasi kekar-kekar yang ada dengan metode penggalian yang dilakukan. Oleh karena itu dalam perhitungan, bobot parameter ini biasanya diperlakukan terpisah dari lima parameter lainnya.

Lima parameter pertama mewakili parameter dasar dari sistem klasifikasi ini. Nilai RMR yang dihitung dari lima parameter dasar tadi disebut RMR basic. Hubungan antara RMRbasic dengan RMR ditunjukkan pada persamaan dibawah ini.

RMR = RMRbasic + penyesuaian terhadap orientasi kekar

dimana, RMRbasic = ∑ parameter (a+b+c+d+e) 

 

II.4. 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.

Tabel Kelas massa batuan, kohesi dan sudut geser dalam berdasarkan nilai RMR (Bieniawski, 1989).

Profil massa batuan	Deskripsi
Rating	100-81	80-61	60-41	40-21	20-0
Kelas massa batuan	Sangat baik	Baik	Sedang	Jelek	Sangat jelek
Kohesi	> 400 kPa	300-400 kPa	200-300 kPa	100-200 kPa	< 100 kPa
Sudut geser dalam	> 45º	35 º-45 º	25 º-35 º	15 º-25 º	< 15 º

 

Kondisi massa batuan dievaluasi untuk setiap setiap bidang diskontinu yang ada (Bieniawski,1989). 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 (Edelbro, 2003). 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. 

RMR dapat digunakan sebagai panduan memilih penyangga terowongan. Panduan ini tergantung pada beberapa faktor seperti kedalaman lubang bukaan dari permukaan, ukuran dan bentuk terowongan serta metode penggalian yang dipakai (Bieniawski,1989)

Sedangkan untuk menentukan kestabilan lubang bukaan dapat ditentukan melalui stand-up time   dari nilai RMR menggunakan grafik span terhadap stand-up time. Keakuratan dari stand-up time ini menjadi diragukan karena nilai stand-up time sangat dipengaruhi oleh metode penggalian, ketahanan terhadap pelapukan (durability), dan kondisi tegangan in situ yang merupakan parameter-parameter penting yang tidak tercakup  dalam metode klasifikasi RMR. Oleh karena itu, sebaiknya grafik ini digunakan hanya untuk tujuan perbandingan semata.

II.5. Rock Mass Rating basic (RMRbasic)

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.

Tabel Kelebihan Dan Kelemahan Metode RMR Bieniawski (Swart, A. H., 2004).

Kelebihan	Kekurangan
Telah dikenal dan digunakan secara luas.	Sangat bergantung terhadap metode  penggalian yang digunakan. Rekomendasi penyangga  yang diberikan hanya berlaku untuk bentuk terowongan tapal kuda dengan span maksimum 10 m dan kedalaman maksimum 900 m.
Adanya faktor koreksi terhadap  orientasi kekar	Faktor koreksi terhadap orientasi kekar merupakan kategori yang kasar  dan sulit ditentukan tanpa pengalaman yang luas. Pada kondisi terburuk, orientasi kekar tidak  dipertimbangkan untuk mendapatkan pengaruh  yang dominan  pada perilaku massa batuan.
Adanya factor koreksi terhadap  pengaruh air tanah.	Dalam praktiknya,  beberapa kondisi kekar tidak dapat digambarkan secara akurat
Kondisi kekar yang digambarkan meliputi kontinuitas, separasi, kekasaran, isian, dan alterasi kekar.	Nilai RQD ditentukan melalui persamaan yang diberikan  oleh  Palmström. Nilai RQD yang diberikan  oleh persamaan ini  bisa menghasilkan nilai yang lebih  besar  daripada  nilai RQD yang dihitung secara aktual.
Mudah menggabungkan parameter- parameter yang diukur yaitu RQD dan jarak antar kekar untuk menjelaskan frekuensi kekar ataupun ukuran blok.	Metode RMR  memperhitungkan frekuensi kekar dua kali, yaitu melalui RQD dan jarak antar kekar. Oleh karena itu, metode ini sangat sensitif terhadap perubahan dari spasi fraktur yang ada.
Kuat  tekan uniaksial digunakan untuk menentukan kekuatan batuan intak. Nilai inidapat dengan  mudah ditentukan  uji poin load secara langsung dilapangan.	Tidak memperhitungkan pengaruh dari tegangan terinduksi dalam perkiraan kestabilan lubang bukaan.
Parameter-parameter penting dari massa batuan dapat ditentukan dari nilai RMR.	Metode RMR dikembangkan  dari latar belakang teknik  sipil yang berbeda  dengan penggalian berbentuk lombong-lombong.
	Metode RMR sangat tidak sensitif terhadap kuat tekan batuan intak yang  merupakan  parameter penting dalam perilaku teknik dari massa batuan tertentu (Pells, 2000).
	Metode RMR tidak dapat membedakan perbedaan grade dari material batuan yang dihadapi dengan baik (Pells, 2000).
	Keakuratan dari nilai   stand-up time yang diberikan oleh Bieniawski diragukan sejak nilai  ini  sangat bergantung terhadap metode penggalian yang digunakan,      durability dan tegangan in situ yang merupakan parameter penting yang tidak tercakup dalam  metode RMR. Oleh karena itu, grafik tersebut  hanya digunakan untuk  kepentingan perbandingan semata.
	Tidak memperhitungkan laju pada saat batuan segar melapuk ketika tersingkap ke permukaan.

                            

BAB III : PENUTUP

III.1. Kesimpulan            

Jadi kesimpulan dari hasil makalah ini menurut saya ialah, Rock Mass Rating (RMR) adalah salah satu dari metode klasifikasi massa batuan yang hasilnya digunakan sebagai bahan perbandingan maupun acuan dalam meningkatkan kualitas hasil penyelidikan lapangan, memberikan informasi/data kuantitatif untuk tujuan rancangan, serta dapat membantu dalam memberikan data untuk keperluan pada suatu proyek tertentu.