## ANALISIS PENGARUH TINGKAT PELAPUKAN TERHADAP KEKUATAN BATUAN (STUDI KASUS PADA BATULEMPUNG DARI FORMASI WARUKIN)
Dini Ayu Hanifah * , Eko Santoso, Kartini
Program Studi Teknik Pertambangan, FT Universitas Lambung Mangkurat Jalan Achmad Yani KM 35,5 Banjarbaru, Kalimantan Selatan, Indonesia , Kode Pos 70714 e-mail: * diniayuhanifah4513@gmail.com , eko@ulm.ac.id , kartini@ulm.ac.id

## ABSTRAK
Penentuan  tingkat  pelapukan  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini  menggunakan  metode  yang  lebih  sederhana  dan  sering digunakan serta dengan biaya yang terjangkau yaitu dengan pengamatan lapangan secara visual deskriptif dan pengujian di laboratorium berdasarkan uji UCS (Uniaxial Compressive Strength), Schmidt Hammer, dan PLI (Point Load Index). Metodologi yang dilakukan dan digunakan  pada  penelitian  ini  meliputi,  data  tingkat  pelapukan  berdasarkan  pengamatan  secara  deskripsi  visual  yang  mengacu  pada penelitian terdahulu, data uji sifat fisik batulempung, dimensi batulempung, nilai rebound dari alat schmidt hammer , dan nilai kuat tekan batulempung  menggunakan  alat  UCS  (uniaxial  compressive  strength)  dari  10  sampel  batulempung,  serta  nilai  PLI.  Berdasarkan pengamatan  lapangan  secara  visual  deskriptif  adapun  tingkat  pelapukan  batulempung  dalam  penelitian  ini  termasuk  ke  dalam  tingkat pelapukan  III  (lapuk  sedang),  IV  (lapuk  kuat),  dan  V  (lapuk  sempurna)  yang  mewakili  10  sampel  (  mengacu  pada  penelitian  Sadisun dkk,  1998  ).  Sedangkan  berdasarkan  nilai  UCS  yang  didapatkan  dari  nilai  kuat  tekan  tertinggi  sampai  terendah  dari  10  sampel  yaitu sebesar 3,39 MPa masuk ke dalam tingkat pelapukan III  (lapuk sedang), 1,98 MPa masuk ke dalam tingkat pelapukan IV (lapuk kuat), serta  0,63  MPa  masuk  ke  dalam  tingkat  pelapukan  V  (lapuk  sempurna).  Berdasarkan  hasil  dari  nilai rebound yang  didukung  dengan penelitian  menurut  ahli  Hencer  dan  Martin  (1982),  tingkat  pelapukan  batulempung  dalam  penelitian  ini  masuk  ke  dalam highly weathered (lapuk kuat) dengan nilai rebound rata-rata sebesar N<25. Dan berdasarkan dari nilai PLI tingkat pelapukan pada penelitian ini masuk ke dalam tingkat pelapukan III dan IV.
Kata-kata kunci: tingkat pelapukan, uniaxial compressive strength, schmidt hammer, point load index

## PENDAHULUAN
Salah  satu  sifat  mekanika  batuan  yang  sangat penting  pada  kegiatan  pertambangan  dan  teknik  sipil adalah kuat tekan batuan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan suatu  batuan ialah jenis batuan, tekstur permukaan batuan, komposisi mineral, dan tingkat pelapukan  batuan  serta  peningkatan  porositas  dan kehadiran struktur aliran (Rai, dkk, 2014). Pada penelitian ini  akan  fokus  pada  pengaruh  pelapukan  batuan  terhadap kekuatan  batuan.  Hal  ini  karena  Indonesia  merupakan salah  satu  negara  tropis  yang  memiliki  tingkat  pelapukan batuan  yang  tinggi.  Pelapukan  adalah  proses  alterasi  dan pemecahan  material  tanah  dan  batuan  pada  dan  dekat permukaan  bumi  oleh  proses  kimia,  fisika  dan  biologis untuk  membentuk  tanah  liat,  oksida  besi,  dan  produk pelapukan lainnya (Ollier 1984; Selby 1993; Anon 1995).
Kuat  tekan  adalah  kemampuan  batuan  untuk menerima  beban  hingga  pecah  bila  diberi  beban  dan tekanan.  Pengujian  kuat  tekan  dimaksudkan  untuk menentukan  ketahanan  material  batuan  bila  diberikan beban. Uniaxial  Compressive  Strength (UCS)  atau  biasa juga  disebut  dengan Unconfined Compressive  Strength pada  batuan  dianggap  sebagai  parameter  penting  dalam analisis  masalah  geoteknik  seperti  peledakan  batuan  dan terowongan.  Metode  lain  yang  dapat  digunakan  untuk menentukan  kuat  tekan  batuan  adalah  menggunakan  alat Schmidt Hammer . penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui pengaruh  tingkat  pelapukan  batuan  berdasarkan  hasil  dari uji  UCS  (Uniaxial  Compressive  Strength), schmidt hammer ,  dan  PLI  (Point  Load  Index)  serta  sampel  yang digunakan  pada  penelitian  ini  merupakan  sampel  bukan intact melainkan  sampel coring hasil  pemboran  yang sudah ± 2 tahun tersimpan dalam gudang penyimpanan.

## METODOLOGI.
Metodologi  yang  dilakukan  dan  digunakan  pada penelitian ini meliputi, data tingkat pelapukan berdasarkan pengamatan  secara  deskripsi  visual  yang  mengacu  pada penelitian terdahulu, data uji sifat fisik batulempung (berat asli (Wn), berat jenuh (Ws), berat jenuh tergantung (Wg), berat  kering  (Wd)  yang  kemudian  data  tersebut  diolah untuk  mendapatkan  nilai dry  density dan  porositas), dimensi  batulempung,  nilai rebound dari  alat schmidt hammer ,  dan  nilai  kuat  tekan  batulempung  menggunakan alat  UCS  (uniaxial  compressive  strength)  dari  10  sampel batulempung, serta nilai PLI.
Metode  pengolahan  data  yang  digunakan  pada penelitian  ini  yaitu  menggunakan  persamaan-persamaan berdasarkan  kajian  pustaka.  Pengujian  sifat  fisik  sampel batu  lempung  yaitu  dengan  perhitungan dry  density (ρ d ) dan  porositas.  Pengujian  kuat  tekan  sampel  batulempung yaitu  dengan  perhitungan  kuat  tekan  uniaksial  (σ c ) dan pengujian schmidt  hammer dengan  memerhatikan  nilai rebound serta  perhitungan  uji  PLI  dengan  memerhatikan nilai dari Is (MPa).

## Uniaxial Compressive Strength
Uji  ini  menggunakan  mesin  tekan  ( Compression Machine )  untuk  menekan  contoh  batu  yang  berbentuk silinder,  balok  atau  prisma  dari  satu  arah  ( Uniaxial ). Perbandingan  antara  tinggi  dan  diameter  sampel  (l/d) mempengaruhi  nilai  kuat  tekan  batuan.  Untuk  pengujian kuat  tekan  digunakan  yaitu  2  <  l/d  <  2,5.  Semakin  besar maka  kuat  tekannya  bertambah  kecil  seperti  ditunjukkan oleh persamaaan-persamaan berikut.
Menurut ASTM : σ c (l = d) = σ c
(1) Menurut Proto Diakonov : σ c (l = 2d) = σ (2)
𝜎 = 𝐹
𝐴
Diameter  ( d ),  panjang  ( l ), tegangan (  ), besarnya gaya yang bekerja pada percontohan batuan pada saat  terjadi  keruntuhan  ( failure )  sehingga  pada  grafik merupakan  keadaan  yang  paling  puncak  ( F ) , luas penampang  sampel  ( A ). Dari  hasil  uji  kuat  tekan didapatkan    kurva  tegangan-regangan  ( stress-strain ), Modulus Young , Nisbah Poisson dan nilai kuat tekan.

## Schmidt Hammer
Schmidt Hammer merupakan alat untuk mengukur  sifat  elastis  atau  kekuatan  beton  atau  batu, terutama  kekerasan  permukaan  suatu  batuan.  Pengujian Schmidt hammer pada penelitian ini menggunakan standar ISRM  ( international society  rock  mechanics ).  Sampel yang digunakan sebanyak 10 buah.
Menurut ahli Hencer dan Martin pada tahun 1982, penentuan tingkat pelapukan batuan dengan menggunakan pendekatan  manual  text  index  test  (Schmidt  Rebound), yaitu:
1. Fresh
2. Slightly weathered (schmidt rebound “N” > 45 )
3. Moderately weathered ( 25 < “N” < 45 )
4. Highly weathered ( “N” < 25 )
5. Completed weathered ( < 250 KPa )
6. Residual soil

## Point Load Index
Uji point  load merupakan  uji  indeks  yang  telah secara luas digunakan untuk memprediksi nilai UCS suatu batuan  secara  tidak  langsung  di  lapangan. Point  load  test atau pengujian titik beban merupakan substansi pengujian dari  faktor  kehadiran  bidang  lemah  yang  mempengaruhi kecepatan  rambat  gelombang ultrasonik  dari  suatu  batuan (spesimen  batuan).  Percontoh  batuan  dapat  berbentuk silinder.
Menurut  Broch  &  Franklin  (1972), index  point load (Is)  suatu  contoh  batuan  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan berikut:
𝑙𝑠 = 𝑃
𝐷2
(4)
Point load strength index ( Is ), beban maksimum sampai percontoh pecah ( P ), jarak antara dua konus penekan ( D ).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Batuan  yang  dipakai  dalam  penelitian  ini merupakan  batulempung  yang  sudah  tersimpan  di  dalam gudang  sampel  Asam-Asam  selama  kurang  lebih  2  tahun dan  bukan  merupakan  batuan  segar  hasil  dari  pemboran langsung. Batulempung intact nilai kuat tekannya berkisar antara  10,81 -  27,00  MPa.  Kedalaman  sampel batulempung  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  berkisar antara 12 meter sampai 52 meter. Pada penelitian ini juga didapatkan  kesimpulan  bahwa  semakin  mendekati permukaan  maka  sampel  akan  semakin  lapuk  dan  nilai dari  kekuatan  batuan  tersebut  juga  semakin  rendah. Sehingga,  pada  penelitian  ini  kedalaman  sampel  juga berpengaruh  terhadap  nilai  kuat  tekan  yang  dihasilkan batuan tersebut.
Gambar-1 . Korelasi Tingkat Pelapukan terhadap Nilai UCS
Gambar-2 . Korelasi Tingkat Pelapukan terhadap Nilai SH
Gambar-3 . Korelasi Tingkat Pelapukan terhadap Nilai PLI
Berdasarkan pengamatan lapangan secara visual deskriptif  adapun  tingkat  pelapukan  batulempung  dalam penelitian  ini  termasuk  ke  dalam  tingkat  pelapukan  III (lapuk  sedang),  IV  (lapuk  kuat),  dan  V  (lapuk  sempurna) yang  mewakili  10  sampel  yang  mengacu  pada  tabel penelitian dari Sadisun dkk.
Berdasarkan  nilai  UCS  yang  didapatkan  dari nilai  kuat  tekan  tertinggi  sampai  terendah  dari  10  sampel yaitu sebesar 3,39 MPa masuk ke dalam tingkat pelapukan III  (lapuk  sedang),  1,98  MPa  masuk  ke  dalam  tingkat pelapukan  IV  (lapuk  kuat),  serta  0,63  MPa  masuk  ke dalam  tingkat  pelapukan  V  (lapuk  sempurna).  Untuk batuan intact batulempung  nilai  kuat  tekannya  berkisar antara 10,81 - 27,00 MPa (Alvian dkk, 2018). Angka pada grafik menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai kuat tekan pada  batulempung,  maka  tingkat  pelapukannya  akan semakin rendah.
Nilai schmidt  hammer yang  didapatkan  pada grafik di bawah menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai R L pada  pengujian schmidt  hammer ,  maka  tingkat pelapukan batulempung dalam penelitian ini akan semakin rendah. Sebaliknya, jika nilai R L pada batulempung dalam pengujian  ini  semakin  menurun  atau  rendah  maka  tingkat pelapukannya akan semakin tinggi. Dan berdasarkan hasil dari  nilai rebound yang  didukung  dengan  penelitian menurut ahli Hencer dan Martin (1982), tingkat pelapukan batulempung  dalam  penelitian  ini  masuk  ke  dalam highly weathered (lapuk  kuat)  dengan  nilai rebound rata-rata sebesar N<25.
Dari hasil perhitungan kekuatan batuan berdasarkan  pengujian  PLI  menunjukkan  bahwa  semakin menurun  nilai  PLI,  maka  semakin  meningkat  tingkat pelapukan  batuan.  Teori  ini  didukung  dengan  teori sebelumnya  dari  tesis  School  of  Engineering  in  partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science  in  Civil  Engineering  University  of  North  Florida School of Engineering 2011.
Densitas rata-rata batulempung yang didapatkan dari  penelitian  ini  sebesar  1,82.  Grafik  korelasi  antara densitas batulempung dan kuat tekan uniaksial menunjukan  bahwa  nilai  densitas  dan  nilai  kuat  tekan uniaksial  berbanding  lurus.  Semakin  tinggi  nilai  densitas batulempung,  maka  semakin  tinggi  pula  kekuatan  batuan tersebut  serta  semakin  rendah  tingkat  pelapukannya  dan sebaliknya,  jika  nilai  densitas  dan  nilai  kuat  tekannya rendah maka besar kemungkinan bahwa tingkat pelapukan pada batulempung akan semakin tinggi.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  penelitian  serta  uraian pada bab-bab sebelumnya, maka pada penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Berdasarkan  pengamatan  lapangan  secara  visual deskriptif  adapun  tingkat  pelapukan  batulempung dalam  penelitian  ini  termasuk  ke  dalam  tingkat pelapukan  III  (lapuk  sedang),  IV  (lapuk  kuat),  dan  V (lapuk sempurna).
2. Nilai  uji  kuat  tekan  uniaksial  (UCS)  dari  10  kali percobaan  yang  dilakukan  pada  batulempung  yaitu berkisar  0,628  –  3,386  MPa  dengan  nilai  kekuatan paling  tinggi  pada  sampel  UCS1  =  3,386  MPa  dan untuk  nilai  kekuatan  terkecil  pada  sampel  UCS10  = 0,628  MPa.  Sedangkan  nilai  kuat  tekan  berdasarkan
nilai rebound (schmidt hammer) dari 10 kali percobaan yang dilakukan pada batulempung yaitu berkisar 20,5 – 22,75 dengan nilai kekuatan paling tinggi pada sampel SH1=  22,75  dan  untuk  nilai  kekuatan  terkecil  pada sampel  SH7,  dan  SH10  =  20,5.  Dan  nilai  kuat  tekan pada  pengujian  PLI  dalam  10  kali  percobaan didapatkan  hasil  dari  yang  tertinggi  hingga  terendah yaitu 1,569 MPa - 0,44 MPa.
3. Semakin  tinggi  tingkat  pelapukan  batulempung  maka semakin rendah nilai UCS, nilai rebound pada schmidt hammer , dan nilai PLI, sebaliknya jika semakin rendah tingkat  pelapukan  batulempung  maka  semakin  tinggi nilai UCS, nilai rebound , dan nilai PLI.
Berdasarkan  hasil  penelitian  saran-saran  yang dapat  diberikan  untuk  penelitian  selanjutnya  adalah sebagai berikut:
1. Sebaiknya pada penelitian selanjutnya bisa menggunakan batulempung intact hasil dari pemboran lapangan.
2. Sebaiknya untuk penelitian selanjutnya dapat melaksanakan  uji  laboratorium  petrografi  sebagai pendukung penelitian menggunakan sampel batulempung  untuk  mengetahui  tingkat  pelapukan suatu batuan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Saya  ucapkan  puji  syukur  dan  terima  kasih sebesar-besanya  terhadap  Allah  SWT  dan  Nabi  besar Muhammad SAW karena berkat karunia dan pertolongan- Nya  lah  sehingga  penelitian  ini  dapat  terlaksana  sesuai dengan  keinginan  penulis.  Dan  tidak  lupa  saya  ucapkan terima  kasih  banyak  kepada  orang  tua,  keluarga,  dosen pembimbing,  dosen  Program  Studi  Teknik  Pertambangan Universitas  Lambung  Mangkurat  serta  staf  dan  kawan- kawan  semuanya  yang  tidak  bisa  saya  sebutkan  satu persatu  atas  doa,  dukungan  dan  semangat  yang  telah diberikan kepada saya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Budiman,  Alfian  dkk.  2018.  Hubungan  Kuat  Tekan Batuan  (UCS)  Tidak  Langsung  Dengan  Porositas Pada  Formasi  Keutapang  Atas  Pada  Lapangan  Gas Arun, Cekungan
Sumatera Utara Dengan Menggunakan  Data  Log  Sonik.  Fakultas  Teknik Geologi Universitas Padjadjaran: Bandung.
[2]  Farah,  Raoaa.  2011. Correlation  Between  Index Properties  and  Unconfined  Compressive  Strength  of
Weathered Ocala Limestone . Theses and
Dissertation  University  of  North  Florida : North Florida .
[3]  Hakim,  Romla  N.,  Santoso,  Eko  dan  Melati,  Sari. 2015. Bahan Ajar Mekanika Batuan “Pendahuluan” . Universitas Lambung Mangkurat: Banjarbaru.
[4]  ISRM  (1985).  "Suggested  method  for  determining point  load  strength." International  Journal  of  Rock Mechanics,  Mining  Sciences,  and  Geomechanics Abstracts, 22(2), 51-60.
[5]  Rai,  M.A.,  Kramadibrata,  Suseno  dan  Wattimena, Ridho Kresna. 2014. Mekanika Batuan . Bandung:
Laboratorium  Geomekanika  dan  Peralatan  Tambang Institut Teknologi Bandung.
[6]  Rai,  M.A.,  K.,  S  dan  W,  R.K.  2011. Mekanika Batuan .  Bandung:  Laboratorium  Geomekanika  dan Peralatan Tambang Institut Teknologi Bandung.
[7]  Sadisun, I. A.,  Assegaf, A., dan Purwanto, P., 1997. Identifikasi sifat mengembang batulempung Formasi Subang dan tanah pelapukannya melalui pendekatan statistik. Prosiding PIT IAGI ke-26, hal. 1029-1033.
[8]  Sadisun,  I.  A.,  Rochaddi,  B.,  dan  Abidin  D.  Z.,.
1998.  Pengaruh  Perubahan  Derajat  Pelapukan Batuan Terhadap Beberapa Karakter Perubahan Sifat Keteknikan  Batuan;  sebuah  Studi  Kasus  Pada Batulempung  Formasi  Subang.  Prosiding  Seminar Geoteknik  di  Indonesia  Menjelang  Milenium  ke-3, Jurusan  Teknik  Sipil,  Institut  Teknologi  Bandung, hal. IV.33-IV.40.