Modul Pengolahan Data Geoteknik
- 1. Pengolahan Data Geoteknik . G - 1 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK PENGOLAHAN DATA GEOTEKNIK I. TUJUAN Pengolahan data geoteknik adalah proses pengumpulan, perhitungan, dan penilaian terhadap data hasil penyelidikan geoteknik yang terdiri dari pengeboran geoteknik dan pemetaan geoteknik permukaan, bertujuan untuk menentuan karakteristik massa batuan yang dianggap mewakili sebagai dasar penentuan parameter input untuk pemodelan dan dianalisis stabilitas lereng. II. PENGOLAHAN DATA GEOTEKNIK Proses pengolahan data geoteknik dapat dijelaskan sebagai digambarkan dalam bagan (gambar 1), sebagai berikut. Dari pengeboran geoteknik, terhadap inti bor (core drill) pertama yang dilakukan adalah deskripsi inti bor, dan kemudian sampling geoteknik untuk uji laboratorium. Dari deskripsi inti bor diperoleh data-data untuk mendukung klasifikasi massa batuan (RMR-system). Demikian sama halnya, dari pemetaan geoteknik di permukaan juga diperoleh data-data untuk mendukung klasifikasi massa batuan (RMR-system). Dengan demikian, data-data dari kedua kegiatan itu bisa saling mendukung untuk menentukan parameter yang lebih sesuai. Dalam klasifikasi sistem RMR, salah satu parameter yang dibutuhkan adalah kuat tekan batuan utuh (intack rock strength), yang dapat ditentukan dari uji laboratorium, dan juga dengan cara pendekatan “index strength” pada waktu deskripsi inti bor maupun pada waktu pemetaan geoteknik permukaan. Sehingga nampak dalam gambar di bawah bahwa, perlu ada saling kontrol dalam penentuan nilai σci. Semua data kemudian dikumpulkan dalam data-base (lihat Gambar) untuk digunakan dalam menentukan RMR dari massa batuan. Dari database tersebut, dapat dibuat kloasifikasi massa batuan sistem RMR yang kemudian dapat dikoreksi menjadi sistem SMR, untuk mendapatkan parameter massa batuan yaitu cM dan ΦM, EM, dan σcM (menurut Stille at al. 1982). Penentuan parameter geoteknik massa batuan (cM, ΦM, EM, dan σcM) dan σtM dapat juga ditentukan dengan software Roclab yang dikembangkan berdasarkan teori Hook and Brown, menggunakan GSI (geological strength index). Salah satu parameter yang dibutuhkan metode ini adalah Ei yaitu modulus elastisitas batuan utuh (intact rock). Hasil uji laboratorium dan hasil klasifikasi massa batuan kemudian dikompilasi untuk menentukan parameter input untuk pemodelan dan analisis stabilitas lereng.
- 2. Pengolahan Data Geoteknik . G - 2 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK Gambar 1. Alur data geoteknik III. PEMBUATAN DATA BASE Yang dimaksud dengan data-base di sini adalah kumpulan semua data geoteknik yang diperoleh dari pengeboran geoteknik, pengujian laboratorium, deskripsi dari inti bor, dan pemetaan geoteknik di permukaan, untuk mendukung upaya karakterisasi massa batuan. Data-data yang dihimpun mencakup : 1) Data hasil pengujian laboratorium, yang meliputi : a. Natural density (ρn), b. Dry density (ρd), c. Saturated density (ρs), d. Compressive strength (Φi), e. Tensile strentgh (σt), f. Peak cohesion (Cp) g. Residual cohesion (Cr), h. Peak friction angle (Φp), i. Residual friction angle (Φr), j. Poisson’s ratio (), dan k. Deformation Modulus (E).
- 3. Pengolahan Data Geoteknik . G - 3 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK 2) Data hasil deskripsi inti batuan, yang meliputi: a. Compressive strength (σci), b. RQD, c. Joint spacing (Js), d. Joint roughness (Jr), e. Joint gouge (Jg), dan f. Joint weathering (Jw). 3) Data hasil pemetaan permukaan, yang meliputi : a. Compressive strength (σci), b. RQD, c. Joint spacing (Js), d. Joint persistence (Jp), e. Joint aperture (Ja), f. Joint roughness (Jr), g. Joint gouge (Jg), h. Joint weathering (Jw), i. Geological Strength Index (GSI), j. Rock constant (mi), k. Disturbance factor (D), l. Joint orientation (Jo), m. Blasting Method (Bm). IV. PROSES KLASIFIKASI MASSA BATUAN SISTEM RMR Langkah-langkah dalam proses klasifikasi massa batuan sistem RMR, adalah sbb. : 1) Kumpulkan data hasil uji lab, deskripsi inti bor, dan hasil pemetaan permukaan untuk parameter; kuat tekan, RQD, Joint spacing, joint persistence, joint aperture, joint roughness, joint gouge, jointweathering, dan groundwater condition. Kemudian, semua data tersebut diklasifikasikan ke dalam interval nilai nya masing-masing, sebagai berikut: a) Compressive strength (σci) Sumber data : uji laboratorium, pengeboran, dan pemetaan permukaan. Kelas frekuensi : <1 MPa, 1-5 MPa, 5-25 Mpa, 25-50M Pa, 50-100 MPa, 100-250 MPa, >250 MPa . b) RQD Sumber data : pengeboran dan pemetaan permukaan, Kelas frekuensi : <25%, 25-50%, 50-75%, 75-90%, dan 90-100%. c) Joint Spacing (Js) Sumber data : pengeboran dan pemetaan permukaan, Kelas frekuensi : <60mm, 60-200mm, 200-600mm, dan 0.6-2m, >2m.
- 4. Pengolahan Data Geoteknik . G - 4 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK d) Joint persistence (Jp) : Sumber data : pemetaan permukaan Kelas frekuensi : >20m, 10-20m, 3-10m, 1-3m, dan <1m. e) Joint aperture (Ja) Sumber data : pemetaan permukaan Kelas frekuensi : > 5mm, 1-5mm, 0.1-1.0mm,<0.1mm, dan None. f) Joint roughness (Jr) Sumber data : pengeboran dan pemetaan permukaan , Kelas frekuensi : Slickensided, Smooth, Slightly Rough, Rough, dan Very Rough. g) Joint gouge (Jg) Sumber data : pengeboran dan pemetaan permukaan , Kelas frekuensi : Softfilling>5mm, Softfilling<5mm, Hardfilling>5mm, Hardfilling<5mm, dan None. h) Joint weathering (Jw) Sumber data : pengeboran dan pemetaan permukaan, Kelas frekuensi : Decomposed, Highly weathered, Moderately weathered, Slighlty weathered, dan Unweathered. i) Groundwater condition (Gw) Sumber data : pemetaan permukaan, Kelas frekuensi : Flowing, dripping, wet, damp, dan completely dry. 2) Buat histogram semua data, kemudian ambil data dan beri rating hanya untuk klas yang frekuensinya paling tinggi saja berdasarkan Tabel RMR (Bieniawski, 1989). Kemudian jumlahkan rating tersebut sehingga diperoleh nilai RMR. 3) Berdasarkan kumpulan data Joint orientation (Jo), tentukan arah umum joint. Kemudan tentukan nilai koreksi F1, F2, dan F3, menggunakan tabel koreksi dari Romana 1985 (Tabel 2). Tentukan F4 menggunakan Tabel 3. 4) Hitunglah Slope Mass Rating, SMR = RMR – (F1xF2xF3) + F4. 5) Dengan nilai SMR tersebut, tentukan : a. Kelas massa batuan, kualitas massa batuan dan kohesi massa batuan berdasarkan Tabel 4. b. Tentukan pula nilai Modulus deformasi berdasarkan persamaan : EM = 2 x SMR – 100 (GPa) untuk SMR > 50 EM = 10(SMR-10)/40 ; untuk SMR < 50 c. Tentukan kuat tekan massa batuan berdasarkan Tabel 6. 6) Kompilasi data kohesi (cM), sudut geser (ΦM), modulus deformasi (EM), dan kuat tekan (σcM) dari massa batuan ke dalam Data Storage.
- 5. PengolahanDataGeoteknik . G - 5 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK Tabel 1. Tabel RMR system (Bieniawski, 1989) NO. 1 Strength of Term Extremely Strong Very Strong Strong Medium Strong Weak Very Weak Extremely Weak intact rock Code R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 Value >250 MPa 100 - 250 MPa 50 - 100 MPa 25 - 50 MPa 5-25 Mpa 1-5 Mpa < 1 Mpa Rating 15 12 7 4 2 1 0 2 RQD Term Excellent Quality Good Quality Fair Quality Poor Quality Code E G F P Value 90% - 100% 75% - 90% 50% - 75% 25% - 50% Rating 20 17 13 8 3 Spacing of Term Very Wide Wide Moderate Close Discontinuities Code VW W M C Value > 2 m 0.6 - 2 m 200 - 600 mm 60 - 200 mm Rating 20 15 10 8 4a Condition of discontinuities (detailed) a) Discontinuity length Term Very Low Low Medium High (persistence) Code VL L M H Value < 1 m 1-3 m 3-10 m 10-20 m Rating 6 4 2 1 b) Separation (aperture) Term None Very tight joint Tight joint Moderately Open Joint Code N VT T M Value - < 0.1 mm 0.1-1.0 mm 1-5 mm Rating 6 5 4 1 c) Roughness Term Very Rough Rough Slightly Rough Smooth Code VR R SR SM Roughness Rating 6 5 3 1 Code N H1 H2 S1 d) Infilling (gouge) Term None Hard filling < 5mm Hard filling > 5 mm Soft filling < 5mm Rating 6 4 2 2 Code UW SW MW HW e) Weathering Term Unweathered Slightly Weathered Moderately Weathered Highly weathered Rating 6 5 3 1 4b Condition of discontinuities (mutually exclusive condition) Condition Very rough Slightly rough Slightly rough Slickensided Not continuous Separation<1mm Separation<1mm or No separation Slightly weathered Highly weathered Gouge<5mm Unweathered or Separation 1-5mm Continuous Code C1 C2 C3 C4 Rating 30 25 20 10 5 Ground Water Code CD DM WT DR Term Completely Dry Damp Wet Dripping Rating 15 10 7 4 3 5 0 0 PARAMETER RANGE OF VALUE Very Poor Quality VP < 25% Very Close VC < 60 mm Very High VH > 20m Open Joint O > 5 mm Slickensided SL 0 S2 Soft filling > 5mm 0 D Decomposed 0 FL Flowing 0 0 Soft gouge > 5mm or Separation > 5mm Coninuous C5
- 6. Pengolahan Data Geoteknik . G - 6 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK Tabel 2. Koreksi orientasi kekar pada nilai Basic RMR Case Very Favorable Favorable Fair Unfavorable Very Unfavorable P |αj-αs| >300 30-200 20-100 10-50 <50 T |αj-αs- 180| P/T F1 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00 P |βj| <200 20-300 30-300 35-450 >450 T F2 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00 P F2 1 1 1 1 1 P βj – βs >100 10-00 00 0-(-100) <-100 T βj + βs <1100 110-1200 >1200 P/T F3 0 -6 -25 -50 -60 P = plane failure αs = slope dip direction αj = joint dip direction T = toppling failure βs = slope dip βj = joint dip Tabel 3. Koreksi metode penggalian lereng pada nilai Basic RMR Method Natural slope Presplitting Smooth Blasting Reguler Blasting Deficient Blasting F4 +15 +10 +8 0 -8 SMR = RMR – (F1 x F2 x F3) + F4 Tabel 4. Kelas kemantapan lereng berdasarkan nilai SMR Class No. V IV III II I SMR 0-20 21-40 41-60 61-80 81-100 Description Veri poor Poor Fair Good Very good Cohesion (KPa) <100 100-200 200-300 300-400 >400 Friction Angle (degree) <15 15-25 25-35 35-45 >45 Tabel 5. Kelas kemantapan lereng berdasarkan nilai SMR RMR 100-81 80-61 60-41 40-21 <20 σcM (MPa) 30 12 5 2.5 0.5
- 7. Pengolahan Data Geoteknik . G - 7 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK V. PENGGUNAAN SOFTWARE “ROCLAB” Berikut adalah langkah-langkah penentuan parameter massa batuan menggunakan software “Roclab”. 1) Inputkan nilai Compressive Strength (σci) ke dalam input box. (Gambar 2). 2) Pilih nilai GSI, pada Tabel panduan, lalu tekan OK (Gambar 3). 3) Tentukan nilai konstanta batuan (mi), lalu tekan OK (Gambar 4). 4) Pilih disturbance factor (D), sesuai dengan kondisi kerja di lokasi yang diteliti, lalu tekan OK (Gambar 5). 5) Inputkan nilai Modulus Elastisitas batuan utuh (Ei) dari Lab. (Gambar 6). 6) Pilih aplikasi “general”, kemudian akan muncul parameter massa batuan yang dicari (Gambar7), meliputi; kohesi (cM), sudut geser (ΦM), kuat tarik (σtM), kuat tekan (σcM), dan modulus deformasi,EM. Gambar 2. Input intact rock strength
- 8. Pengolahan Data Geoteknik . G - 8 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK Gambar 3. Pemilihan nilai GSI Gambar 4. Memilih nilai mi
- 9. Pengolahan Data Geoteknik . G - 9 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK Gambar 5. Memilih tipe disturbance factor Gambar 6. Input Intact Deformation Modulus
- 10. Pengolahan Data Geoteknik . G - 10 Konsultan Independen GDE SURATHA, DKK Gambar 7. Rockmass parameter hasil pengolahan