Perbandingan Klasifikasi Massa Batuan Kuantitatif: Q, RMR, dan RMi
Siswanto 1* , Dyah Anggraini 2
1 Magister Manajemen dan Rekayasa Bendungan, Universitas Diponegoro, Semarang
2 Dinas PUPR Kabupaten Pekalongan, Jawa Tengah

## Abstrak
Rock Quality Designation (RQD)  merupakan  sistem  klasifikasi  massa  batuan  tertua  dan  masih digunakan  hingga  saat  ini,  setidaknya  melahirkan  tiga  sistem  klasifikasi  massa  batuan  yang disempurnakan dan lebih detail. Ketiga sistem klasifikasi itu adalah Quality (Q), Rock Mass Rating (RMR),  dan Rock Mass index (RMi).  Input  dasar  ketiga  sistem  ini  hampir  sama  sehingga  dapat digabungkan  menjadi  satu  set  perhitungan  untuk  mendapatkan  hasilnya.  Keunggulan  dari penggabungan  tersebut  adalah  dalam  satu  perhitungan  dapat  diperoleh  hasil  yang  berbeda  dan dengan  mudah  dilakukan  perbandingan  untuk  analis is lebih  lanjut.  Hasil  ketiga  sistem  ini  dapat digunakan  untuk  menghasilkan  keputusan  yang  lebih  akurat,  dengan  catatan,  input  data  berada dalam  batasan  sistem.  Tidak  ada  satu  metode  yang  paling  superior  dibanding  metode  lainnya, sehingga  praktisi  harus  memilih  metode  yang  tepat  disesuikan  dengan  kondisi  lapangan  yang terjadi.
Kata kunci: RQD, RMR, RMi, Rock Mass Qualification

## Abstract
Rock Quality Designation (RQD) is the initial rock classification system and still used today. From this system at least delivered to three systems of Rock Mass Classification are enriched and more detail. The three classification systems are Quality ( Q), Rock Mass Rating ( RMR) and Rock Mass index ( RMi). Since the basic inputs of these three systems are almost the same we can combine them into a set of calculations to get the results. The advantage is that in one calculation we can get different results and easily compare them for further analysis. The results of these three systems can be used to produce more accurate decisions, provided that the data input is within the system limits. There is no one method that is superior to other methods, so practitioners must choose the right method adapted to the field conditions that occur.
Keywords: RQD, RMR, RMi, Rock Mass Qualification

## PENDAHULUAN
Massa  batuan  adalah  susunan  blok-blok material batuan yang dipisahkan oleh berbagai tipe  ketidakmenerusan  geologi.  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 .  Berdasarkan kompleksitas  suatu  massa  batuan,  beberapa penelitian  berusaha  untuk  mencari  hubungan antara  desain  galian  batu  dengan  parameter massa batuan.
Tujuan dari klasifikasi massa batuan adalah untuk  mengelompokkan  jenis  massa  batuan berdasarkan  perilakunya,  sebagai  dasar  untuk mem ahami  karakter  masing-masing  kelas, memberikan  data  kuantitatif  untuk  rancangan rekayasa batuan, dan sebagai dasar komunikasi
di  antara  para  perancang  dan  ahli  rekayasa batuan.

## Bidang Ketidakmenerusan
Secara  umum,  bidang  ketidakmenerusan merupakan  bidang  yang  memisahkan  massa batuan menjadi bagian yang terpisah. Menurut Priest (1993 dalam Sitohang, 2008), pengertian bidang ketidakmenerusan adalah setiap bidang lemah yang terjadi pada bagian yang memiliki kuat  tarik  paling  lemah  dalam  batuan.  Jenis bidang  ketidakmenerusan  tersebut  yaitu fault (patahan), joint (kekar), bedding (bidang pelapisan), fracture dan crack, fissure.
Parameter  yang  dipakai  dalam  analisis bidang  ketidakmenerusan  adalah joint set (sejumlah  kekar  dengan  orientasi  yang  relatif sama atau sekelompok joint yang paralel), joint spacing (jarak antar bidang ketidak-
menerusan), joint orientation (kedudukan  dari bidang  ketidakmenerusan  yang  meliputi  arah dan kemiringan bidang).
Rock Quality Designation (RQD)
RQD  digagas  oleh  Deere  dkk.  (1967,  dalam Deere  dan  Deere,  1988)  sebagai  sebuah metode  kuantitatif Rock Mass Classification (RMC).  RQD  ini  sederhana  sehingga  nilainya kurang  detail.  tetapi  masih  banyak  digunakan sebagi  salah  satu  parameter  uji quantitative RMC hingga saat ini.
Konsep  dari  klasifikasi  RQD  ini  sederhana yaitu  persentase  patahan  batuan  dari  total panjang uji bor inti, semakin tinggi nilai RQD maka semakin baik kualitas batuan. Kelemahan RQD adalah pada saat no recovery atau  pe nge boran  yang  tidak  menghasilkan sampel inti, kesulitan dalam mendapatkan data pada  batuan  aluvium  (batuan  lunak),  hasil sampel  inti  akan  terganggu  saat  ada  isian  di antara  lapisan  batuan  dan  hasil  RQD  yang hanya  berdasar  presentase  retakan  tidak merepresentasikan  parameter  kekuatan  serta jenis batu a nnya.
Keterbatasan  sistem  klasifikasi  RQD menjadi latar belakang bagi para ahli geoteknik untuk  melakukan  penyempurnaan  dengan menambah  beberapa  parameter.  Namun,  RQD tetap  menjadi  salah  satu  masukan  dalam metode klasifikasi yang dikembangkan tersebut.
Metode kuantitatif klasifikasi massa batuan yang  dikembangkan  berdasarkan  RQD  ini yaitu: Q System, RMR dan RMi. Ketiga sistem RMC ini sudah secara masif digunakan dalam berbagai bidang konstruksi, khususnya terowongan,  pertambangan,  bendungan  dan struktur  bawah  tanah.  Perlu  diketahui perbandingan  dari  ketiga  sistem  RMC  dalam memberikan  respon  terhadap  sebuah  sampel batuan yang sama.

## METODOLOGI
Rock Mass Quality (Q)-system Q-Sytem awal,  merupakan  system  yang memperhitungkan  enam  parameter:  RQD, jumlah  kekar,  kekasaran  kekar,  perubahan kekar,  kondisi  air  pada  kekar  dan  faktor tekanan  (Barton  dkk.,1974).  Parameter  dasar geoteknik  menurut  Barton  (1988)  adalah ukuran  blok,  kuat  geser  minimum  antar  blok dan  tekanan  aktif.  Parameter  geoteknik  dasar tersebut  ditunjukkan  dengan  rasio  berikut  ini (Grimstad dan Barton, 1993): 1) Ukuran relatif
blok  =  RQD/Jn,  2)  Kekuatan  relatif  friksi  = Jr/Ja, dan 3) Tekanan aktif = Jw/SRF.
Penentuan  kualitas  massa  batuan  diperoleh dari persamaan berikut (Barton dkk.,1974):
Q RQD l . J l . J SRF
keterangan: RQD = >10;  Jn = jumlah kekar; Jr =  nilai  kekasaran  kekar;  Ja  =  Nilai  perubahan kekar; Jw =  nilai  air  dan  faktor  reduksi;
SRF =  pengurangan  faktor-faktor  tekanan pada  patahan,  kekuatan/rasio  tegangan  dalam batuan  besar  yang  keras  dan  batu  yang mengembang (swelling/squizing) . Penggunaan Q-System secara  khusus direkomendasikan  untuk  terowongan  dengan atap  melengkung.  Massa  batuan  telah diklasifikasikan  ke  dalam  sembilan  kategori berdasarkan nilai Q, seperti dapat dilihat pada Tabel  1.  Kisaran  nilai  Q  bervariasi  antara 0,001 dan 1000.
Korelasi Tunneling Quality Index (Q) dengan  perilaku  dan  persyaratan  dukungan penggalian bawah tanah yang disebut Dimensi Equivalent (Dc) didefinisikan sebagai berikut:
𝐷𝑐 𝐸𝑥𝑐𝑎𝑣𝑎 t 𝑖𝑜𝑛𝑠 𝑠𝑝𝑎𝑛, diameter atau tinggi  m Rasio 𝐸𝑥𝑐𝑎𝑣𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡
Rasio Excavation Support (ESR) diperoleh dari hasil  investigasi  hubungan  antara  maksimum galian tanpa struktur penyangga (SPAN) dan Q pada  area  galian  lebih  dari  10  tahun.  Barton dkk., (1974) menyarankan  nilai  ESR  menurut Tabel 2. Pendekatan hubungan tersebut adalah:
SPAN = 2Q 0.66 = 2.ESR.Q 0.4
Q-System telah  dimodifikasi  karena  faktor reduksi  tegangan  (Grimstad  dan  Barton, 1993)  dan  menjadi  dasar  rekomendasi penyangga (Gambar 2).
Rock Mass Rating (RMR)
Alasan  utama  penggunaan  RMR  adalah kemudahan  dan  fleksibilitasnya  dalam berbagai  tujuan  praktis  di bidang engineering (Bieniawski,  1989).  RMR ditetapkan  dan  dikalibrasi  berdasarkan pengamatan  dan  pengalaman  penggunaan di tambang batubara, penggalian konstruksi  sipil  dan  terowongan  dangkal. Q-System R M R juga menggunakan 6 parameter untuk  menentukan nilai total RMR.
Gambar 1 . Prosedur pengukuran dan perhitungan RQD (Deere dan Deere, 1988)
Tabel 1. Klasifikasi massa batuan berdasarkan Q (Barton dkk., 1974)
Tabel 2. Nilai untuk jenis galian yang berbeda
Sedikit ber beda dengan Q-System , parameter  tersebut  adalah:  1)  kuat  tekan uniaxial,  2)  RQD,  3) k ekar  atau  jarak ketidakmenerusan,  4)  kondisi  kekar, 5) kondisi  air  tanah,  6)  arah  kekar. Setiap  nilai  parameter  menggambarkan kualitas  batuan  yang  diuji.  Jumlah  dari nilai pada masing-masing parameter itulah nantinya  merupakan  total  nilai  RMR  yang ditunjukkan  oleh  persamaan  berikut  ini: RMR  = RMR basic + adjustment RMR basic = ∑ parameter (i+ii+iii+iv+v)
Hasil akhir nilai RMR ini dikelompokkan  menjadi  5  kelas  massa
batuan,  masing-masing  kelas  memiliki rentang  nilai  sebanyak  20  poin.  Rating klasifikasi RMR dapat dilihat dalam Tabel 3.
Rock Mass index (RMi)
Rock Mass index (RMi) telah dikembangkan  dalam  mengklasifikasikan kekuatan  massa  batuan  untuk  keperluan konstruksi.  Fokus  utama  pengembangan RMi  adalah  pada  efek  dari  cacat  pada massa  batuan  yang  mengurangi  kekuatan batuan  utuh.  RMi  terkait  dengan  material yang  digambarkan  dengan  keterkaitan propreti batuan  tersebut.  Skema  prisnip RMi  dapat  dilihat  pada  Gambar  4. Parameter  input  yang  diperhitungkan dalam RMi ini adalah:
1. Ukuran  blok,  diukur  sebagai  volume blok.
2. Kekuatan  material  blok,  diukur  sebagai kuat tekan uniaksial.
3. Kuat  geser  balok,  diukur  sebagai  sudut geser.
Ukuran  dan  patahan,  diukur  sebagai panjang  dan  ketidakmenerusan  RMi  pada dasarnya  adalah penurunan  kekuatan batuan  yang  disebabkan  oleh  kekar  di formulasikan sebagai berikut:
RMi = σ c .JP
Gambar  2. Grafik  Rekomendasi  Penyangga  Berdasarkan Q-System (Grimstad dan Barton, 1993)
Tabel 3. Klasifikasi massa batuan berdasarkan total nilai RMR (Bieniawski, 1978)
Gambar 3. Parameter yang digunakan dalam R M i
JP  adalah  parameter  gabungan  yang merupakan faktor reduksi mewakili ukuran blok dan kondisi permukaan yang diwakili oleh sifat gesekan dan ukuran kekar. Nilai JP  bervariasi  dari  hampir  0  untuk  batuan hancur  ke  1  untuk  batuan  utuh.  Nilainya ditemukan dengan menggabungkan ukuran blok  dan  kondisi  kekar.  Gambaran parameter  yang  diterapkan  dalam  RMi dapat  dilihat  pada  Gambar  3.  Kondisi kekar,  faktor  jC,  menunjukkan  sifat
gesekan  antar  blok  dan  ini  diformulasikan sebagai berikut:
jC jL 𝑗𝑅 𝑗𝐴 jL 𝑗𝑠. 𝑗𝑤 𝑗𝐴
Keterangan= jL adalah faktor ukuran yang mewakili  pengaruh  ukuran  dan  patahan pada  kekar.  Faktor  ukuran  kekar  (jL) dipilih  karena  kekar  yang  lebih  besar memiliki  dampak  yang  sangat  kuat  pada perilaku massa batuan daripada kekar yang
lebih  kecil.  Faktor  kekasaran  (jR) merepresentasikan  ketidakrataan  permuka- an sendi yang terdiri dari 1) kekasaran (js) pada  permukaan  kekar  dan  2)  bentuk bergelombang (waviness) atau flat pada dinding kekar (jw).
Faktor  perubahan  (jA)  menunjukkan karakteristik  kekar  berupa  1)  kekuatan dinding  batuan  serta  2)  ketebalan  dan kekuatan  lapisan  batuan  pengisi  yang mungkin.
Faktor  jR  dan  jA  mirip  dengan  Jr  dan  Ja pada Q-System .  JP  ditunjukkan  dalam persamaan berikut ini:
JP=0.2 𝑗𝐶. 𝑉 Keterangan: V b = Volume blok dalam m 3 ; D= 0.37jC -0.2 .

## PEMBAHASAN
Secara  umum  klasifikasi  massa  batuan merupakan  pekerjaan  investigasi  yang kualitatif, sehingga banyak dari teori yang muncul berdasarkan
pengamatan, pengalaman  dan  data  empiris.  Dari  ketiga klasifikasi  massa  batuan  (Q,  RMR,  dan RMi) pada dasarnya mempunyai parameter input  yang  hampir  sama  seperti  dalam Gambar  5.  Sehingga  hasilnya  relatif  dapat dikonversi antara satu rating dengan rating
lainnya.  Perbedaan  hasil  lebih  kepada kerapatan  nilai  rating  seperti  yang  terlihat dalam Gambar 6.
Dalam  Gambar  5  terlihat  bahwa  rentang nilai  Q-Sistem  antara  hampir  0  -  1000, sedangkan  RMR  mempunyai  nilai  hasil antara  0  -  100.  Sehingga  dengan  hasil  ini berbagai  agensi  dan  peneliti  membuat hubungan  antara  Q  dan  RMR.  Menurut Bieniawski (1976), secara umum hubungan antara Q dan RMR adalah sebagai berikut :
RMR = 9 ln Q + 44
Keterbatasan  Q,  RMR , dan  RMi  adalah terletak  pada  penggunaannya  yang  kurang bekerja  dengan  cukup  baik  pada  daerah patahan,  zona  lemah  dan  juga  pada  zona yang  bergerak  ( squeezing  and  swelling) .
Hal ini dikarenakan kompleksnya parameter yang harus dimasukkan, sehingga  metode  tidak  praktis  lagi  untuk diterapkan.  Sehingga  untuk  zona-zona tertentu  tetap  diperlukan  kehati-hatian  dan pengamatan lebih lanjut.
Dalam  praktik  di  lapangan  disarankan untuk  penggunaan  ketiga  sistem  ini menyesuaikan kebutuhan, ada kalanya satu dan  lainnya  saling  melengkapi  atau mengoreksi  untuk  mendapatkan  keputusan yang tepat.
Gambar 4. Ruang Aplikasi RMi (Stille dan Palmstrom, 2003)
Pengembangan  dan  penyempurnaan klasifikasi massa batuan tidak menghasilkan  kesimpulan  yang  linier dikarenakan masing-masing
peneliti mempunyai  tujuan  yang  berbeda,  yaitu gabungan antara kemudahan dan ketelitian. Terdapat  banyak  metode Rock Mass Classification antara  lain Direct Method (RQD), Rock Structur Rating (RSR), Rock Mass Rating (RMR), Q-System, Mining Rock Mass Rating (MRMR), The Unified
Rock Classification System (URCS), Basic Geotechnical Description (BGD),Rock Mass Strength (RMS), Modified Basic RMR (MBR, Simplified Rock Mass Rating (SRMR), Geological Strenth Index (GSI), Rock Mass Number and Rock Condition Rating (RCR), Rock Mass index (RMi) dan masih  terus  bermunculan  metode  baru. Tidak  ada  satu  metode  yang  paling superior atas metode yang lainnya.
Gambar 5. Perbandingan input yang digunakan oleh 3 sistem (Palmstrom, 2008)
Gambar 6. Korelasi hasil antara metode RMR dan Q-Sistem (Bieniawski, 1976)

## KESIMPULAN
Klasifikasi  massa  batuan  hanyalah merupakan  salah  satu  pendekatan  untuk memperkirakan sifat massa batuan dalam skala besar. Para praktisi harus menyadari bahwa  sistem  klasifikasi  dan  desain masih berkembang dan bahwa versi lama dari  suatu  sistem  klasifikasi  tidak  selalu cocok  dengan  pendekatan  desain  baru.
Kehati-hatian
diperlukan ketika menggunakan  sistem  klasifikasi  dengan metode desain empiris.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada BPSDM  Kementerian  PUPR  yang  telah memberi kesempatan
atas biaya pendidikan  dan  penelitian  melalui Karyasiswa PUPR Tahun 2017.

## DAFTAR PUSTAKA
A’ssim,  A.  dan  Xing,  Z.  Y.,  2010.  Most Used  Rock  Mass  Classifications  for
Underground Opening, American
Journal of Engineering and Applied Sciences , Vol. 3 No. 2. Barton,  N.  R.,  Lien,  R.  dan  Lunde,  J., 1974.  Engineering  classification  of rock  masses  for  the  design  of  tunnel support. Rock Mechanics, Vol. 6 ,  hal. 189-239. DOI:10.1007/BF01239496
Bieniawski,  Z.  T.,  1989. Engineering Rock  Mass  Classifications .  Wiley :
New York . Hal : 272. Bieniawski,  Z.  T.,  1978.  Determining rock  mass  deformability:  Experience from  case  histories. International Journal of Rock Mechanics and
Mining Sciences & Geomechanics Abstract, Vol. 15 ,  hal.  237-247.  DOI:
10.1016/0148-9062(78)90956-7.
Deere, D. U. dan Deere, D. W., 1988. The Rock Quality Designation (RQD)
Index in Practice. Rock Classification
Systems for Engineering Purposes , Kirkaldie,  L.  (Ed.).  American  Society for Testing and Material : Philadelphia. Hal. 91-101.
Grimstad,  E.  dan  Barton,  N.,  1993. Updating  of  the  Qsystem  for  NMT. Proceedings of the International Symposium on Sprayed Concrete- Modern Use of Wet Mix Sprayed Concrete for Underground Support . Fagernes: Oslo, hal . 46-66. Palmstrom,  A.,  2008. Comparing the RMR, Q, and RMi Classification
System . www.rockmass.net Stille,  H.  dan  Palmstrom,  A.,  2003. Classification  as  a  Tool  in  Rock Engineering. Tunnelling and
underground space technology, Vol. 18 , hal. 331 – 345 .