Suatu cabang ilmu dari Geologi yang mempelajari perilaku tanah dan sifatnya yang diakibatkan oleh tegangan dan regangan yg disebabkan oleh gaya - gaya yg bekerja. Bidang kajian rekayasa kebumian yang berkonsentrasi pada aplikasi teknologi teknik sipil untuk konstruksi yang melibatkan material alam dan terdapat pada atau dekat permukaan bumi dan perencanaan tambang. Perencanaan tambang adalah membuat rancangan tambang dalam jangka waktu tertentu secara aman dan menguntungkan dan bagaimana menentukan tahapan penambangan.
A. KLASIFIKASI MASSA BATUAN
Di dalam Geoteknik, Klasifikasi Massa Batuan yang pertama diperkenalkan sekitar 60 Tahun yang lalu yang ditujukan untuk Terowongan dengan penyanggaan menggunakan Penyangga Baja. Klasifikasi Massa Batuan dikembangkan untuk mengatasi permasalahan yang timbul dilapangan secara cepat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi analitik, observasi lapangan, Pengukuran, dan Engineering Judgement.
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
Dikarenakan kompleknya suatu massa batuan, beberapa penelitian berusaha untuk mencari hubungan antara desain galian batuan 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. Beberapa klasifikasi massa batuan yang dikenal saat ini adalah :
a. Metode Klasifikasi Beban Batuan (Rock Load) b. Klasifikasi Stand Up Time
c. Rock Quality Designation (RQD) d. Rock Mass Rating (RMR) e. Q-System
KLASIFIKASI STAND UP TIME
Metode ini diperkenalkan oleh Laufier pada tahun 1958. Metode ini bahwa dengan bertambahnya Span terowongan akan menyebabkan berkurangnya waktu berdirinya terowongan tersebut tanpa penyanggaan. Stand Up Time berhubungan langsung dengan Mus. Metode ini sangat berpengaruh terhadap perkembangan klasifikasi massa batuan selanjutnya. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap Stand-Up Time adalah : arah sumbu terowongan, bentuk potongan melintang, metode penggalian, dan metode penyanggaan. MUS juga berhubungan dengan Klasifikasi ini.
a. MUS (MAXIMAL UNSUPPORTING SPAN)
MUS adalah maksimal jarak bukaan Front tanpa penyangga yang diijinkan.
ROCK QUALITY DESIGNATION (RQD)
RQD dikembangkan pada tahun 1964 oleh Deere. Metode ini didasarkan pada perhitungan persentase inti terambil yang mempunyai panjang 10 cm atau lebih. Dalam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung walaupun mempunyai panjang lebih dari 10 cm. Diameter inti optimal yaitu 47,5mm. Nilai RQD ini dapat pula dipakai untuk memperkirakan penyanggaan terowongan. Saat ini RQD sebagai parameter standar dalam pemberian inti pemboran dan merupakan salah satu parameter dalam penentuan klasifikasi massa batuan RMR dan Q-System.
Walaupun metode penghitungan dengan RQD ini sangat mudah dan cepat, akan tetapi metode ini tidak memperhitungkan faktor orientasi bidang diskontinyu, material pengisi, dll. Sehingga metode ini kurang dapat menggambarkan keadaan massa batuan yang sebenarnya.
SMK DHARMA BAHKTI 1
KOTA JAMBI UBPE PONGKOR, BOGORPT ANTAM Persero Tbk
ROCK MASS RATING (RMR)
Metode RMR (Rock Mass Rating) dari Bieniawski (1976) mempublikasikan suatu klasifikasi masa batuan yang disebut Rock Mass Rating (RMR). 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.
6 Parameter yang digunakan dalam klasifikasi massa batuan menggunakan Sistem RMR yaitu : 1. Kuat Tekan Batuan (Strength of Intact Rock Material)
2. Rock Quality Designation (RQD)
3. Spasi Bidang Diskontinyu (Spacing of Discontinuities) 4. Kondisi Bidang Diskontinyu (Condition of Discontinuities) 5. Kondisi Air Tanah (Groundwater Condition)
6. Orientasi/Arah Bidang Diskontinyu (Orientation of Discontinuities)
Kualitas massa batuan di daerah penelitian menurut metode RMR dari Bieniawski (1992) dibagi menjadi empat kelas, yaitu baik, cukup, buruk, dan sangat buruk.
1. KUAT TEKAN BATUAN (Uniaxial Compresive Strength)
Untuk menentukan kekuatan batuan, digunakan klasifikasi Uniaxial Compressive Strength (UCS). Semakin keras suatu batuan maka kekuatan kuat tekannya semakin tinggi dan kualitas suatu batuan juga semakin bagus.
Point Load
>10 Mpa
4 - 10 Mpa
2 - 4 Mpa
1 -2 Mpa
For this low range uniaxialcompressive test is
preferred
Strength Index
Uniaxial Comp.
>250 Mpa
100 - 250
Mpa
50 - 100Mpa
25 - 50Mpa
5 - 25
1 - 5
< 1
Strength
Mpa
Mpa
Mpa
Rating
15
12
7
4
2
1
0
2. RQD (Rock Quality Designation)
RQD merupakan penjumlahan panjang inti bor yang lebih dari > 100 mm yang kemudian dibagi dengan panjang total dan dinyatakan dalam persen. Apabila core log tidak tersedia maka perhitungan RQD dapat diperoleh dengan metode tak langsung. Dalam menghitung nilai RQD, metode langsung digunakan apabila core lost tersedia.
Rock Quality Designation
90% - 100% 75% - 90%
50% - 75%
25% - 50%
(RQD)
Rating
20
17
13
8
3. SPASI BIDANG DISKONTINYU (Spacing of Discontinuities)
Spasi kekar merupakan jarak tegak lurus antar kekar yang berdekatan yang diukur dengan garis bantu scanline. Dalam perhitungannya, spasi kekar dalam satu set kekar dirata-ratakan berdasarkan jumlah kekar dalam satu set tersebut. Kemudian, dalm satu garis scanline, spasi kekar rata-rata tiap set dirata-ratakan berdasarkan jumlah set kekar.
Spacing of Discontinuites
> 2 m
0.6 - 2 m
200 - 600mm
< 60 mm
Rating
20
15
10
5
Apabila terdapat lebih dari satu set kekar dan spasi tiap set bervariasi, maka dapat diberikan nilai bobot (rating) terendah.
4. KONDISI BIDANG DISKONTINYU (Condition of Discontinuities)
Ada lima karakteristik kekar yang masuk dalam pengertian kondisi kekar, meliputi kemenerusan, jarak antar permukaan kekar, kekasaran kekar, material pengisi dan tingkat kelapukan.
Slightly rough
Slightly rough
Slickensided
Soft gouge > 5mm
Total length of core run = 200 cm
RQD
=
[
∑Length of core pieces
>10
cm
Total lenght of core
]
∗100
RQD
=[35+17+20+35
SMK DHARMA BAHKTI 1
KOTA JAMBI UBPE PONGKOR, BOGORPT ANTAM Persero Tbk
Very rough
surfaces
Not Continuous
Separation < 1 m
Separation < 1mm
Gouge < 5 mm thickor
or
No Separation
Weathered WallSlightly
Weathered WallHighly
Separation 1-5 mmContinuous
Separation > 5 mmContinuous
Unweathered
Wall Rock
30
25
20
10
0
1) Kemenerusan (CONTINUITY)
Panjang dari suatu kekar dapat dikuantifikasi secara kasar dengan mengamati panjang jejak kekar pada suatu bukaan. Pengukuran ini masih sangat kasar dan belum mencerminkan kondisi kemenerusan kekar yang sebenarnya. Seringkali panjang jejak kekar pada suatu bukaan lebih kecil dari panjang kekar sesungguhnya, sehingga kemenerusan yang sesungguhnya hanya dapat ditebak.
2) Jarak antar permukaan kekar atau celah (SEPARATION)
Merupakan jarak tegak lurus antar dinding batuan yang berdekatan pada bidang diskontinu. Celah tersebut dapat berisi material seperti lempungan atau pasir.
3) Kekasaran kekar (ROUGHNESS)
Tingkat kekasaran permukaan kekar dapat dilihat dari bentuk gelombang permukaannya. Gelombang ini diukur relatif dari permukaan datar dari kekar. Semakin besar kekasaran dapat menambah kuat geser kekar.
4) Material pengisi (INFILLING/GOUGE)
Material pengisi berada pada celah antara dua dinding bidang kekar yang berdekatan. Sifat material pengisi biasanya lebih lemah dari sifat batuan induknya. Beberapa material yang merupakan material pengisi antara lain breccia, clay, silt, mylonite, sand, quartz dan calcite.
5) Tingkat pelapukan (WEATHERING/COROSION LEVEL)
Penentuan tingkat pelapukan kekar didasarkan pada perubahan warna dan disintegrasi (perubahan fisik) batuan. Semakin besar tingkat perubahan warna dan tingkat disintegrasi, batuan semakin lapuk.
5. KONDISI AIR TANAH (Ground of Water)
Kondisi air tanah juga mempengaruhi proses penggalian, termasuk penggaruan. Misal pada Shale, semakin tinggi kadar air maka semakin rendah kekuatan batuan, tetapi dalam kondisi kering Shale dapat menjadi sulit digaru. 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).
Aliran
(lt/mnt)
0
<10
10 - 25
25 - 125
>125
Kondisi
Umum
Kering (CompletelyDry)
Lembab(Damp)
Basah(Wet)
Menetes
(Dripping
)
Mengalir
(Flowing
)
Rating
15
10
7
4
0
6. ORIENTATIONParameter ini merupakan tambahan terhadap parameter lainnya. Orientasi kekar yang dimaksud adalah strike dan dip kekar. 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 kelima parameter lainnya.
Strike and Dip
Orientations FavourableVery Favourable Fair Unfavourable UnfavourableVery
Rating
Tunnels &
Mines 0 -2 -5 -10 -12
Foundations 0 -2 -7 -15 -25
Slopes 0 -5 -25 -50
SMK DHARMA BAHKTI 1
KOTA JAMBI UBPE PONGKOR, BOGORPT ANTAM Persero Tbk
45-90° 20-45°
Very favourable Favourable Very unfavourable Fair Drive againts dip – Dip
45-90° Drive againts dip –Dip 20-45° Dip 0-20° - irrespective of strike
Fair Unfavourable Fair
Batas dari daerah struktur tersebut biasanya disesuaikan dengan kenampakan perubahan struktur geologi seperti patahan, perubahan kerapatan kekar, dan perubahan jenis batuan. RMR ini dapat digunakan untuk terowongan, lereng, dan pondasi.
Pada awalnya, RMR memang digunakan untuk menghitung kestabilan lubang bukaan pada pekerjaan penggalian bawah tanah. Namun, para peneliti mengembangkan aplikasi sistem klasifikasi ini dalam pekerjaan penggalian lainnya, termasuk penggaruan. Pada prinsipnya, orientasi kekar dihubungkan dengan arah kemajuan penggalian.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
B. TEKNIK PENGGUNAAN KOMPAS GEOLOGI
Di dalam Geoteknik, Teknik penggunaan kompas geologi perlu dipahami/dimengerti oleh seorang Geologiwan/Tambang. Kompas geologi digunakan untuk mengukur arah (Azimuth/Bearing) pada suatu titik ataupun kelurusan struktur, mengukur kemiringan lereng, maupun mengukur jurus ataupun kedudukan perlapisan dan kemiringan lapisan batuan. Terlebih dahulu harus mengetahui bagian-bagian dari Kompas.
1) KOMPAS GEOLOGI DAN BAGIAN-BAGIANNYA.
10.
11.
12.
13.
SMK DHARMA BAHKTI 1
KOTA JAMBI UBPE PONGKOR, BOGORPT ANTAM Persero Tbk
Ore Body / Vein Pengukuran Dip Vein
Ore Body / Vein Pengukuran Strike Vein
2) PENGUKURAN DIP VEIN
Pengukuran Dip adalah pengukuran kemiringan Vein/Ore Body. Caranya sebagai berikut : Tempatkan kompas pada posisi Vertikal Tegak Lurus terhadap Strike/Arah Vein, tangkai pengintai arahkan ke arah bawah kemudian putar alat pengatur gelombang nivo tabung yang posisinya ada dibagian belakang kompas hingga posisi gelombang nivo ada ditengah kemudian baca derajat kemiringan yang posisinya di bagian dalam kaca.
3) PENGUKURAN STRIKE / JURUS VEIN
Pengukuran Strike adalah pengukuran jurus dari pada Vein / Ore Body. Caranya yaitu sbb : Tempelkan kompas pada hanging wall dari pada vein dengan posisi kompas datar (gelembung nivo kotak ada ditengah) kemudian baca angka derajat yang ditunjukan oleh jarum kompas yang ujungnya berwarna putih/merah, tempelkan kompas pada sisi E (East).