J URNAL S AINSTEK STT P EKANBARU - V OL . 11 N O . 1 (2023)
Terbit online pada laman web jurnal :
https://ejournal.sttp-yds.ac.id/index.php/js/index

## Sainstek

## (e-Journal)
|    ISSN (Print) 2337-6910    |    ISSN (Online) 2460-1039    |

## Stabilisasi Tanah  Lempung Dengan Penambahan  Limbah Gypsum Ditinjau Dari Nilai Kuat Geser
M.Yusuf Septino a , Zainuri b , Fitridawati Soehardi *c
a,b,c Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lancang Kuning, Jl. Yos Sudarso KM.8 Rumbai, Pekanbaru 28265, Indonesia

## I NFORMASI A RTIKEL

## A B S T R A C T
Sejarah Artikel: Diterima Redaksi: 29 Mei 2023
Revisi Akhir: 06 Juni 2023 Diterbitkan Online : 30 Juni 2023
Indonesia has clay land that mostly fills its territory One of these parts of the area is Riau Province. The location of Riau Province which is on the coast and lowlands causes  its area to  be poor clay soil. Many types of soils with low  carrying capacity can be found in banguanan construction, one of which is clay soil. Loamy soils are known to have the  property  of  becoming  hard  when  dry,  becoming  soft,  when  wet, with a very large change in size depending on the presence of water. From  this  explanation,  clay  soil  is  not  good  for  infrastructure development  on  clay  soil,  so  improvements  are  needed  by  means  of soil stabilization. Soil stabilization is an attempt to change or improve the  technical  properties  of  the  soil  such  as:  carrying  capacity, compressibility, permeability, development potential and sensitivity to changes  in  moisture  content  in  order  to  meet  certain  technical requirements, by adding certain  materials to the soil. The purpose of soil  stabilization  is  to  increase  the  carrying  capacity  of  the  soil  by increasing soil parameters such as, density, shear strength and so on. Direct Shear Test Method This examination is carried out to determine the  cohesion  values  (c)  and  shear  angle  (o)  of  the  soil.  The  results showed that in the addition of a mixture of gypsum waste with levels of    0%,  8%,  10%  and  12%  the  value  of  direct  shear  strength  (S) increased at a percentage of 12%, namely 0,6826 kg/cm 2 compared to the value of direct shear strength on the original soil of 0,5371 kg/cm 2 , there was an increase of 27,08%. This increase occurs because gypsum contains calcium which binds organic material soils to clay. Gypsum also absorbs more water, making the mixture of waste and soil samples become harder and stronger.
K ATA K UNCI
Clay Soil, Gypsum Waste, Direct Shear Test.

## K ORESPONDENSI
Telepon: 085278740454
E-mail: fitridawati@unilak.ac.id

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  memiliki  tanah  lempung  yang  sebagian  besar memenuhi wilayahnya (Andriani, dkk., 2012) . Salah satu dari sebagian wilayah tersebut yaitu Provinsi Riau. Letak Provinsi  Riau  yang  berada  di  pesisir  dan  dataran  rendah menyebabkan  wilayahnya  memiliki  tanah  lempung  yang buruk  (Imam,  dkk.,  2017).  Sifat-sifat  lempung  adalah bahwa dalam keadaan kering lempung akan menjadi keras,
dalam  keadaan  basah  akan  menjadi  lunak,  plastis  dan kental,  pemuaian  dan  penyusutan  yang  cepat,  serta perubahan  volume  yang  besar,  yang  terjadi  karena pengaruh  air  (Nasrani,  dkk.,  2020).  Dari  penjelasan tersebut tanah  lempung  kurang  baik  untuk  pembangunan infrastruktur yang berada di atas tanah lempung, sehingga diperlukan perbaikan dengan cara stabilisasi tanah(Soehardi et al., 2017).
Stabilisasi  tanah  adalah  upaya  untuk  mengubah  atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah seperti: daya dukung, kompresibilitas, permeabilitas, potensi pengembangan dan
kepekaan  terhadap  perubahan  kadar  air  untuk  memenuhi persyaratan  teknis  tertentu,  dengan  menambahkan  bahan tertentu  ke  dalam  tanah.  Salah  satu  parameter  untuk meningkatkan  daya  dukung  tanah  yaitu  kuat  geser,  kuat geser tanah dapat diketahui dengan pengujian Direct Shear, untuk menentukan nilai kohesi (c) dan sudut geser ( o ) dari tanah (Alfi, 2021).
Indonesia  mempunyai  permasalahan  yang  sering muncul, yaitu masalah limbah. Limbah gypsum yang dapat memberikan  dampak  negatif  baik  pada  lingkungan maupun  kesehatan  masyarakat  seperti  debu  limbah  yang mencemari udara dan air disekitar lingkungan. Maka dari itu,  perlu  dilakukan  suatu  penanganan  untuk  dapat menyelesaikan  permasalahan  limbah  gypsum  ini,  dengan mencampurkan  limbah  gypsum  dengan  tanah  lempung untuk meningkatkan kualitas daya dukung tanah.
Gypsum  memiliki  kandungan  kalsium  yang  sangat tinggi, oleh karena itu bila dicampur dengan tanah lempung dapat  menggantikan  dan  mencegah  terjadinya  keretakan pada tanah karena perkembangannya lebih kecil. Gypsum banyak menyerap udara dan dapat mempercepat rembesan air.  Bahan  organik  dalam  tanah  liat  dapat  meningkatkan agregat tanah (Pangadongan, dkk., 2021). Dilihat dari segi nilai  ekonomis  dan  untuk  mengotimalkan  pemanfaatan limbah gypsum yang berasal dari sisa-sisa konstruksi serta kelebihannya  maka  diharapkan  dapat  memberikan  salah satu  cara  dalam  meningkatkan  daya  dukung  tanah lempung.
Rumusan  masalah  pada  penelitian  ini  adalah bagaimana  peningkatan  nilai  kuat  geser  tanah  lempung pada  stabilitas  tanah  lempung  menggunakan  serbuk gypsum. Dengan tujuan menghitung nilai kuat geser tanah lempung dengan penambahan serbuk gypsum

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Tanah Lempung
Tanah  Lempung  (Clay)  adalah  suatu  tanah  yang memiliki diameter <0,075 mm yang memiliki sifat – sifat plastis  apabila  dicampur  dengan  air  dan  tanah  lempung juga  akan  menjadi  sangat  keras  ketika  dalam  kondisi kering.  Sifat  yang  khas  dari  tanah  lempung  ialah  dalam keadaan kering, maka tanah lempung akan bersifat keras, dan  jika  basah  akan  bersifat  lunak  plastis  dan  kohesif, mengembang  dan  menyusut  dengan  cepat  sehingga mempunyai perubahan  volume  yang  besar dan  itu terjadi karena pengaruh air.

## 2.2. Stabilisasi Tanah
Stabilisasi tanah  merupakan upaya untuk  merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah seperti: kapasitas dukung, kompresibilitas, permeabilitas, potensi pengembangan  dan  sensitifitas  terhadap  perubahan  kadar air  agar  memenuhi  syarat  teknis  tertentu  dengan  cara menambah  bahan  tertentu  pada  tanah  tersebut.  Kondisi tanah  dikatakan  stabil  apabila  memenuhi  kriteria  atau spesifikasi perencanaan  yang dikerjakan dilapangan, baik sebagian maupun seluruhnya (Maryati & Apriyanti, 2016).

## 2.3 Kuat Geser
Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap keruntuhan dan pergeseran yang terjadi akibat beban yang dialaminya  (Nasrani dkk., 2020).
Bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :
1. Kohesi  tanah  yang  bergantung  pada  jenis  tanah  dan kepadatanya, tetapi tidak dari tegangan normal yang bekerja pada bidang geser.
2. Gesekan  antara  butir-butir  tanah  yang  besarnya berbanding  lurus  dengan  tegangan  normal  pada bidang gesernya.

## 2.4 Gypsum
Gypsum  adalah  salah  satu  contoh  mineral  dengan kadar kalsium yang mendominasi pada mineralnya. Dalam ilmu kimia gypsum disebut sebagai Kalsium Sulfat Hidrat (CaSO42(H2O)).  Gypsum  mengandung  material  yang termasuk  kedalam  mineral  sulfat  (SO4)  yang  berada  di bumi  dan  nilainya  sangat  menguntungkan,  sehingga banyak  ketersediaannya  dan  mudah  didapat.  Gypsum sebagai perekat mineral  mempunyai sifat yang  lebih  baik dibandingkan  dengan  perekat  organic  karena  tidak menimbulkan pencemaran udara, murah, tahan api, tahan deteriorasi  oleh  factor  biologis  dan  tahan  terhadap  zat kimia. Saat ini, penggunaan papan gypsum untuk interior sudah semakin luas, disebabkan oleh karakteristiknya yang tahan  api  dan  finishing  yang  sangat  baik,  bobotnya  pun ringan  serta  pengerjaan  yang  cepat  dan  kering.  Gypsum memiliki  karakteristik  seperti  massa  yang  padat  dan berwarna putih, kuning, abu-abu, merah jingga, hitam bila tak  murni  (Pangadongan  et  al.,  2021).  Warna  tersebut disebabkan adanya zat lain seperti tanah liat, oksidasi besi, anhidrat, karbohidrat, dan sedikit SiO2 atau oksida logam lain.
Kelebihan  dari  penggunaan  gypsum  dalam pekerjaan teknik sipil yaitu (Nasrani et al., 2020) :
1. Gypsum  yang  dicampur  tanah  lempung  dapat mengurangi  retak  karena  sodium  pada  tanah tergantikan  oleh  kalsium  pada  limbah  gypsum sehingga pengembangannya lebih kecil.
2. Gypsum dapat meningkatkan stabilitas tanah organik karena  mengandung  kalsium  yang  mengikat  tanah bermateri organik terhadap lempung yang memberikan stabilitas terhadap agregat tanah.
3. Gypsum  meningkatkan  kecepatan  rembesan  air, dikarenakan lebih menyerap banyak air.

## 3. METODOLOGI

## 3.1 Metode Penelitian
Pada penelitian ini penulis menggunakan pengujian di  laboratorium  dengan  mengacu  kepada  standar pengujian  Kuat  geser    sesuai  dengan  SNI  3420,2016. Sampel tanah  lempung  yang digunakan  berasal dari  jalan gunung  sari,  kecamatan  rumbai,  kota  pekanbaru  dan limbah Gypsum diperoleh  dari  sisa  sisa  –  sisa  konstruksi dari PT. Catur Sentosa  Adiprana yang kemudian ditumbuk sampai menjadi serbuk.

## 3.2 Analisa Data
Data  hasil  pengujian  dilaboratorium  dari  sampel tanah  asli  akan  diperoleh  data  uji  kadar  air,  berat  jenis, attenberg, pemadatan dan data hasil pengujian kuat  geser tanah  lempung  lempung  yang  distabiisasi  dengan penambahan  serbuk limbah gypsum 0%,8%,10% dan 12% kemudian diolah dan dianalisa untuk mengetahui pengaruh variasi  penambahan  limbah  Gypsum  terhadap  nilai  kuat geser tanah.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1. Hasil Pengujian Tanah Asli

## 4.1.1 Kadar Air Tanah Asli
Nilai kadar air tanah lempung asli diperoleh dari hasil  pengujian  kadar  air  SNI  1965  :  2008.  Setelah melakukan pengujian kadar air tanah asli, maka didapatkan hasil berikut.
Tabel 4.1 hasil pengujian kadar air tanah lempung asli
No Benda uji 1 2 3 Berat Cawan (W1) Gr 11,25 11,29 11,37 Berat  Cawan + Tanah Basah (W2) Gr 55,83 56,50 51,63 Berat  Cawan + Tanah Kering (W3) Gr 46,16 46,32 43,34 Berat/ Massa Air (Gr) 9,67 10,18 8,29 Berat/ Massa Tanah Kering (Gr) 34,91 35,03 31,97 Kadar Air (%) 27,70 29,06 25,93 Kadar Air Rata-R+ata (%) 27,56 4.1.2 Berat Jenis Tanah lempung Asli
Pengujian  berat  jenis  tanah  lempung  asli menggunakan botol kaca piknometer menggunakan benda uji tanah lempung yang lolos saringan no 4 sesuai dengan standar  nasional  1964:2008.    Hasil  pengujian  berat  jenis tanah  lempung  dapat  dilihat  pada  Tabel  4.2  sebagai berikut:
Tabel 4.2 hasil pengujian kadar air tanah lempung asli
No Benda uji 1 2 3 Nomor Piknometer/ Labu Ukur 1 2 3 Berat Dish 175 175 175 Berat Dish/Tanah Kering 222,4 238,4 225
Berat Tanah Kering (Ws) 47 63 50 Temperatur  T 0 C 0 C 27 27 27 Hubungan Kerapatan Relatif Air (Tabel) 0,9965 451 0,9965 451 0,996 5451 Berat  Labu  + Air ( Pada Shuhu T 0 C) W1 (Gr) 699 699,2 699 Berat  Labu  + air  +  Tanah (Pada Suhu T 0 C) W2 (Gr) 728,1 738 730 Isi Tanah (Cm 3 ) 18,3 24,6 19 Berat Jenis (Gs) Ws/  Isi Tanah 2,581 2,568 2,622 Rata-Rata 2,591 4.1.3 Batas Cair Tanah lempung Asli
Pengujian  batas  –abats  atterbeg  menggunakan standar  SNI  1967:2008  untuk  menentukan  nilai  indeks Plastisitas  dan  batas  cair  tanah  lempung  asli.  Hasil pengujian batas- abates atterberg tanah lempung asli dapat dilihat pada tabel 4.3 dibawah ini :
Tabel 4.3 hasil pengujian batas-batas atterberg Batas Cair (LL) Batas Plastis ( PL) Banyak Pukulan 16 23 34 Nomor Cawan 1 2 3 1 2 3 Berat Cawan (gr)  11,25  11,29  11,37  10,35  11,70  11,37 Berat Cawan + Tanah Basah (gr)  42,40  48,15  51,06  16,41  16,85  17,49 Berat Cawan +Tanah Kering (gr)  33,25  37,50  38,15  15,19  15,60  16,50 Berat Air (gr)  9,15 10,65  12,91  1,22 1,25 0,99 Berat Tanah Kering (gr)  22 26,21  26,78  4,84 3,90 5,13 Kadar Air (gr)  41,59  40,63  48,21  25,21  32,05  19.30
Kadar Air Rata- rata (gr)  43,48
25,52
4.1.4 California Bearing Ratio (CBR) Tanah  lempung
Asli
Hasil  Pengujian California  Bearing  Ratio (CBR)  Tanah lempung  Asli  dilakukan  tanpa  pemeraman  ddapat  dilihat pada tabel 4.3
Tabel 4.3 Hasil Pengujian California Bearing Ratio (CBR)
Tanah lempung Asli CBR 100% 1,45 % 95% 1,40 % CBR 10 Pukulan 1,28 35 Pukulan 1,41 65
Pukulan 1,57

## 4.2. Pengaruh kadar air optimum dan berat jenis
terhadap penambahan serbuk cangkang telur.
Pengaruh penambahan kapur pada tanah asli terrhadap kadar Air Optimum dan Berat Isi Kering maksimum dapar dilihat pada tabel 2.
Tabel  4.4.  Hubungan  Nilai  Kadar  air  Optimum  dan  Berat  Isi
Kering    terhadap  variasi  penambahan Serbuk  Cangkang  Telur

## (SCT)
Variasi Persentase Kapur Kadar Air Berat isi kering 0 17,00 1,39 5 20,70 1,51 10 20,35 1,58 15 20,00 1,60 Sumber: Hasil Analisa Grafik  Hubungan Nilai Kadar air Optimum dan Berat
Isi Kering  terhadap variasi penambahan Serbuk Cangkang Telur
(SCT) dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8
Gambar1.  Grafik  Hubungan    nilai  Kadar  air
Optimum terhadap variasi penambahan Serbuk Cangkang
Telur (SCT)
Dari grafik 1 diatas dapat dilihat bahwa nilai kadar air  optimum  cendrung  mengalami  peningkatan  seiring dengan  penambahan Serbuk  Cangkang  Telur  (SCT) pada tanah  asli.  Hal  ini  disebabkan  karena Serbuk  Cangkang
Telur  (SCT) hampir  sama  dengan  kapur  merupakan  zat yang  bersifat  hidroskopis  (banyak  menyerap  air).  Jadi semakin  banyak Serbuk  Cangkang  Telur  (SCT) yang ditambahkan kedalam tanah maka semakin banyak pula air yang terserap dari campuran tanah dan Serbuk Cangkang
Telur (SCT) , sehingga dengan bertambahnya air pada tanah pada campuran tanah dan kapur tersebut maka angka pori dari tanah tersebut akan meningkat. Dengan meningkatnya angka pori maka kepadatan tanah akan menurun.
Gambar 2. Grafik Hubungan nilai Berat Isi Kering terhadap variasi penambahan Serbuk Cangkang Telur (SCT)
Dari  grafik  2  diatas  dapat  dilihat  bahwa  berat  isi  kering cendrung mengalami penurunan seiring dengan pertambahan Serbuk  Cangkang  Telur  (SCT) pada  tanah asli.  Hal  ini  disebabkan  karena  dengan  adanya penambahan Serbuk Cangkang Telur (SCT) menyebabkan struktur  tanah  menjadi  terflokulasi  (acak)  sehingga terbentuk banyak rongga, Sehingga mengakibatkan angka pori  meningkat.  Peningkatan  nilai  angka  pori  pada  tanah akan  mengakibatkan  terjadinya  penurunan  kepadatan tanah yang ditandai dengan turunnya berat isi kering.
Kadar Air = -0,0405x2 + 0,7805x +
17,203 0,00 10,00 20,00 30,00 0 5 10 15 20 K adar A ir (% ) Variasi Penambahan ESP (%) Kadar Air Berat jenis = -0,0004x 2 - 0,0069x + 1,722 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 0 5 10 15 20 Bera t J en is (g g /cc
Variasi Penambahan ESP (%)
Berat isi kering
4.3. Hasil pengujian California Bearing Ratio (CBR)
terhadap variasi penambahan serbuk cangkang telur.
Variasi persentase penambahan kapur sangat mempengaruhi nilai California Bearing Ratio (CBR). Hasil pengujian California Bearing Ratio (CBR) yang dilakukan pada  tanah  asli  dan  tanah  yang  sudah  dicampur penambahan Serbuk Cangkang Telur (SCT) sebanyak 5%,
10%,  15%.  Hasil  pengujian  California  Bearing  Ratio (CBR) dapat terlihat pada Tabel 2.
Tabel  4.5.  Hasil  pengujian  California  Bearing  Ratio (CBR). Masa Pemeraman (Hari) Kadar Kapur (%) Nilai CBR Rata-rata (%) 0 0 1,4 0 5 5,43 0 10 7,26 0 15 8,07 Sumber : Hasil Analisa
Grafik    hasil  pengujian  California  Bearing  Ratio  (CBR) dapat terlihat pada Gambar  4.
Gambar 3. Grafik hasil pengujian California Bearing
Ratio (CBR)
Berdasarkan  grafik  3.  Nilai California  Bearing
Ratio (CBR)  rata-rata  pada  tanah  lunak  cendrung mengalami  kenaikan  seiring  dengan  penambahan Serbuk
Cangkang  Telur  (SCT) .  Hal  ini  disebabkan Serbuk
Cangkang  Telur  (SCT) bereaksi  dengan  kandungan mineral lempung yang terdapat dalam tanah lempung atau dengan  butiran  halus  yang  lain  untuk  membentuk  ikatan antar  air  dan  gel  yang  tidak  dapat  larut  dari  kalsium karbonat, yang mengikat partikel-partikel tanah.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan antara lain:
1. Tanah  asli  dalam  penelitian  ini  termasuk  dalam klasifikasi  tanah CL ,  yakni  Lempung  Tak  organik dengan plastisitas rendah sampai sedang.
2. Nilai  kadar  air  optimum  cendrung  mengalami penurunan  seiring  dengan  penambahan Serbuk
Cangkang  Telur  (SCT) pada  tanah  asli  yaitu  pada variasi Serbuk Cangkang Telur (SCT) 15% Yaitu 20
% dan nilai berat jenis mengalami peningkatan yaitu
1,6 gg/cc  .
3. Peningkatan  nilai  CBR  terjadi  pada  penambahan Serbuk  Cangkang  Telur  (SCT) 15%  yaitu  sebesar
8,07%.
.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucakan  terimakasih  Kepada  Lembaga Penelitian  dan  Pengabdian  Masyarakat  Universitas Lancang  kuning  yang  telah  memberikan  dukungan dalambentuk  pendanaan  dan  kepada  Laboratorium Program Studi Teknik Sipil yang telah memberi dukungan dalam  penggunaan  fasilitas  laboratorium  sehingga penelitian ini berjalan dengan baik dan lancar..

## DAFTAR PUSTAKA
[1] R.  P.  Munirwan,  M.  Munirwansyah,  and  M. Marwan,  “Penambahan  Serbuk  Cangkang  Telur Sebagai Bahan Stabilisasi Pada Tanah Lempung,” J.  Tek.  Sipil ,  vol.  8,  no.  1,  pp.  30–35,  2019,  doi: 10.24815/jts.v8i1.13496.
[2] W.  Diana,  I.  M.  Finanda,  and  H.  F.  Firdaus, “Pengaruh Substitusi Bubuk Cangkang Telur dan Siklus Basah Kering Terhadap Kuat Tekan Bebas Tanah  Lanau  yang  Distabilisasi  dengan  Kapur,” Pros.  UMY  Grace ,  vol.  2020,  2020,  [Online]. Available: https://prosiding.umy.ac.id/grace/index.php/pgrac e/article/view/170
[3] L. F. Hakiki, “DISUSUN OLEH : Skripsi dengan Judul Desi Putri,” 2020.
[4] H.  Aziudin,  “Pengaruh  Penambahan  Serbuk Cangkang  Kerang  untuk  Meningkatkan  Stabilitas Lempung  Ekspansif  Terhadap  Daya  Dukung Pondasi Dangkal,” J. Univ. Negeri Surabaya , vol. 2, no. 1, pp. 1–9, 2019.
[5] Y.  Ismida  and  S.  Bahri,  “Pengaruh  Campuran Limbah Cangkang Kerang Terhadap Daya Dukung Tanah,” J. Ilm. JURUTERA , vol. 2, no. 1, pp. 1–9,
2015. [6] N. Panjaitan, “PENGARUH KAPUR TERHADAP KUAT GESER TANAH CBR = -0.2475x 2 + 6.3535x + 3.0175 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 0 5 10 15 20 CBR
LEMPUNG Sehingga tujuan penelitian ini adalah mengetahui jenis tanah lempung Tarutung Sibolga Km . 11 berdasarkan sistem klasifikasi,” vol. 3, pp.
1–7, 2017.
[7] H.  Darwis,  “Dasar-Dasar  Teknik,”  pp.  1–208, 2017.