## PENGARUH PENAMBAHAN LIMBAH GYPSUM TERHADAP NILAI KUAT GESER TANAH LEMPUNG

## Arif Wibawa
Alumni Teknik Sipil Universitas Bangka Belitung
Email: hisyam.endang@gmail.com

## Endang Setyawati Hisyam
Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Universitas Bangka Belitung Email: hisyam.endang@gmail.com

## ABSTRAK
Tanah  merupakan  material  yang  selalu  berhubungan  dengan  teknologi  konstruksi  sipil. Karena  besarnya  pengaruh  tanah  terhadap  perencanaan  seluruh  konstruksi,  maka  tanah menjadi  komponen  yang  sangat  diperhatikan  dalam  perencanaan  konstruksi.  Dari berbagai  jenis  tanah,  tanah  lempung  adalah  tanah  yang  paling  banyak  ditemukan masalah. Pada kenyataanya tanah lempung bersifat kurang menguntungkan secara teknis untuk  mendukung  suatu  pekerjaan  konstruksi.  Maka  dari  itu,  diperlukannya  perbaikan tanah  guna  untuk  meningkatkan  daya  dukung  tanah,  salah  satunya  adalah  dengan stabilisasi  perbaikan  tanah  secara  kimiawi.  Salah  satu  parameter  yang  dapat  diketahui apakah  tanah  tersebut  daya  dukungnya  baik  atau  tidak  bisa  dilihat  dari  nilai  kekuatan geser  tanah.  Kuat  geser  tanah  dapat  diketahui  dengan  pengujian  Direct  Shear,  sehingga dapat diketahui nilai kohesi, dan sudut geser.
Dalam  peningkatan  kestabilan  tanah  biasanya  digunakan  Polyprophylene  Polymer  (PP) yang harganya cukup mahal. Biaya yang mahal ini mengakibatkan peningkatan dari harga pembangunan.  Untuk  mengurangi  tingginya  biaya  perbaikan  tanah,  dalam  penelitian  ini dilakukan  pengujian  stabilitas  tanah  dengan  menambahkan  limbah  gypsum  yang  diolah menjadi serbuk sebagai bahan pencampur tanah.
Hasil  dari  pengujian  didapat  nilai  S  terbesar  terjadi  pada  sampel  tanah  yang  dicampur dengan  limbah  gypsum  sebanyak  8%  dengan  waktu  pemeraman  14  hari  yaitu  61,57 KN/m 2 . Nilai ini terjadi kenaikan sebesar 116,34% dari sampel tanah asli yang dilakukan pemeraman  waktu  selama  14  hari.  Kenaikan  ini  terjadi  karena  gypsum  mengandung kalsium  yang  mengikat  tanah  bermateri  organik  terhadap  lempung.  Gypsum  juga  lebih menyerap  banyak  air  sehingga  membuat  campuran  limbah  dan  sampel  tanah  akan menjadi  semakin  keras  dan  kuat,  sehingga  dapat  meningkatkan  nilai  kohesi  tanah  yang menjadikan  tiap  –  tiap  partikel  tanah  terikat  dengan  kuat  dan  berpengaruh  pada peningkatan nilai kuat geser tanah lempung.
Kata kunci : Tanah Lempung, Limbah Gypsum , Direct Shea

## PENDAHULUAN
Tanah  merupakan  material  yang selalu  berhubungan  dengan  teknologi konstruksi sipil. Karena besarnya pengaruh
tanah terhadap perencanaan seluruh konstruksi,  maka  tanah  menjadi  komponen yang sangat diperhatikan dalam perencanaan  konstruksi.  Untuk  itu,  dalam
perencanaan suatu konstruksi harus dilakukan penyelidikan terhadap karakteristik  dan  kekuatan  tanah  terutama sifat  –  sifat  tanah  yang  mempengaruhi kekuatan  dukungan  tanah  dalam  menahan beban konstruksi yang ada diatasnya.
Maka dari itu, diperlukannya perbaikan  tanah  guna  untuk  meningkatkan daya  dukung  tanah,  salah  satunya  adalah dengan  stabilisasi  perbaikan  tanah  secara kimiawi.  Salah  satu  parameter  yang  dapat diketahui  apakah  tanah  tersebut  daya dukungnya  baik  atau tidak bisa dilihat dari nilai  kekuatan  geser  tanah.  Kuat  geser tanah  dapat  diketahui  dengan  pengujian Direct  Shear, sehingga  dapat  diketahui nilai kohesi, dan sudut geser. Kohesi adalah komponen  dari  kekuatan  geser  tanah  yang timbul  akibat  gaya  –  gaya  internal  yang menahan  butiran  tanah  menjadi  satu  – kesatuan  dalam  massa  padat,  sedangan sudut geser adalah komponen dari kekuatan geser  tanah  yang  timbul  akibat  gesekan antar butir (SNI 2813, 2008).
Dalam peningkatan kestabilan tanah biasanya digunakan Polyprophylene Polymer (PP)  yang harganya  cukup mahal. Biaya  yang  mahal  ini  mengakibatkan peningkatan  dari  harga  pembangunan. Untuk mengurangi tingginya biaya perbaikan  tanah,  dalam  penelitian  ini dilakukan pengujian stabilitas tanah dengan menambahkan limbah  gypsum  yang diolah menjadi  serbuk  sebagai  bahan  pencampur tanah.
Gypsum  adalah  salah  satu  contoh mineral  dengan  kadar  kalsium  yang mendominasi pada mineralnya. Dalam ilmu kimia  gypsum  disebut  sebagai  Kalsium
Sulfat  Hidrat  (CaSO 4 2(H 2 O)).  Gypsum mengandung material yang termasuk kedalam  mineral  sulfat  yang  berada  di bumi  dan  nilainya  sangat  menguntungkan, sehingga  banyak  ketersediaannya  dan mudah didapat.
Dilihat  dari  segi  nilai  ekonomis  dan kurangnya  pemanfaatan  limbah  gypsum serta kelebihannya, maka melalui penelitian ini diharapkan dapat memberikan salah satu cara  dalam  meningkatkan  daya  dukung tanah  lempung  yang  berasal  dari  wilayah Kelurahan Selindung, Kecamatan Pangkalbalam, Kota Pangkalpinang dengan cara menambahkan limbah gypsum sebagai bahan perbandingan untuk mengetahui nilai kuat  geser  tanah  yang  terjadi,  serta mendapatkan  solusi  untuk  meminimalisir dan mengolah limbah gypsum.
Kelebihan dari penggunaan gypsum dalam pekerjaan teknik sipil yaitu (www.minerals.net, 2005) :
a. Gypsum  yang  dicampur  lempung  dapat mengurangi  retak  karena  sodium  pada tanah  tergantikan  oleh  kalsium  pada gypsum  sehingga  pengembangannya lebih kecil.
b. Gypsum  dapat  meningkatkan  stabilitas tanah  organik  karena  mengandung kalsium  yang  mengikat  tanah  bermateri organik terhadap lempung yang memberikan  stabilitas  terhadap  agregat tanah.
c. Gypsum meningkatkan kecepatan
rembesan air, dikarenakan gypsum lebih menyerap banyak air

## METODE PENELITIAN

## Diagram Alir Penelitian
a. Diagram alir pengujian klasifikasi tanah, seperti pada Gambar 1.
b. Diagram alir pengujian berat jenis, pemadatan,  dan  uji  geser  tanah,  seperti Gambar 2.
Gambar 1. Diagram alir pengujian klasifikasi tanah
Gambar 2. Diagram alir pengujian berat jenis, pemadatan, dan uji geser tanah

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  yang  dilakukan  pertama adalah  klasifikasi  tanah  dengan  acuan AASHTO.  Apakah  tanah  yang  akan  di  uji memenuhi syarat tanah elmpung AASHTO atau  tidak,  dilanjutkan  dengan  pengujian kuat geser.

## Pengujian Klasifikasi Tanah
Hasil pengujian kadar air di lapangan ditunjukkan  Tabel  1.  Hasil  pengujian analisis saringan agregat halus seperti pada Tabel 2.
Tabel 1. Hasil pengujian kadar air di lapangan
Tabel 2. Hasil pengujian analisis saringan agregat halus
Grafik hubungan persentase lolos dengan diameter saringan disajikan seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik hubungan persentase lolos dengan diameter saringan
Untuk  hasil  pengujian  batas  cair  dan batas  plastis  tersaji  pada  Tabel  3. Sedangkan  garfik  hasil  penujian  batas  cari tersaji pada Gambar 4.
Tabel 3. Hasil pengujian batas cair dan batas plastis
Gambar 4. Grafik hasil pengujian batas cair
Dari tabel pengujian analisis saringan menunjukan bahwa berat tertahan pada Pan adalah  221,4  gram,  dan  ini  memasuki klasifikasi tanah AASTHO yaitu tanah yang lolos  saringan  No  200  dan  tertahan  di  Pan
sebesar  43,3%  dari  berat  total  tanah sampel.
Dari  uji  batas  cair  dan  batas  plastis, didapat  batas  cair  sebesar  45,81%,  batas plastis  22,53%  (PL  <  30%),  dan  nilai indeks  plastisitas  untuk  tanah  lempung sebesar  23,28%.  Dapat dikategorikan kelompok  tanah  lempung  A-7-6  karena telah  memasuki  klasifikasi  tanah AASHTO (batas cair > 41, indeks plastis > 11).
Tabel 4. Hasil pengujian berat jenis
Berdasar Tabel 4 disimpulkan bahwa hasil dari pengujian berat jenis yang didapatkan adalah 2,486.
Tabel 5. Hasil pengujian pemadatan
Gambar 5. Grafik hasil pengujian pemadatan
Dari  hasil  pengujian  pemadatan didapatkan nilai kadar air optimum sebesar 17,495%,  dan  kepadatan  kering  1,525 gr/cm 3 .  Dilihat  dari  grafik,  nilai  ini  selalu dibawah  garis  ZAV.  Kadar  air  optimum inilah  yang  akan  digunakan  sebagai pencampur tanah dengan limbah.

## Pengujian Kuat Geser
Tabel 6. Nilai Kohesi (C) kN/m 2
Gambar 6. Grafik nilai kohesi
Nilai  kohesi  maksimum  terjadi  pada kadar  campuran  limbah  8%  dengan pemeraman  waktu  selama  14  hari  yaitu  48 KN/m 2 ,  dibandingkan  dengan  tanah  asli yang  diperam  selama  14  hari  dengan  nilai kohesi  10  KN/m 3 ,  terjadi  kenaikan  sebesar 380%.
Tabel 7. Nilai Sudut Geser (ø) ( o )
Gambar 7. Grafik nilai sudut geser Dari  hasil  pengujian  didapat  nilai sudut  terendah  pada  sampel  tanah  yang dicampur dengan limbah gypsum sebanyak 8% dengan waktu pemeraman 14 hari yaitu 23 O ,  dibandingkan  dengan  tanah  asli  yang diperam  selama  14  hari  nilai  sudut gesernya  yaitu  30 O .  Semakin  besar  nilai kohesi,  maka  semakin  kecil  sudut  geser yang  terjadi.  Itu  artinya  tanah  mengalami sedikit  pergeseran  yang  disebabkan  tanah memiliki  nilai  kohesi  yang  tinggi  karena partikel  antar  butir  tanah  terikat  sangat kuat.
Tabel 8. Nilai Kuat Geser :
Gambar 8. Grafik nilai kuat geser
Hasil  dari  pengujian  didapat  nilai S maksimum  terjadi  pada  sampel  tanah campuran  limbah  gypsum  dengan  kadar campuran 8% dengan waktu pemeraman 14 hari  yaitu  61,57  KN/m 2 ,  dibandingkan dengan  tanah  asli  yang  diperam  selama  14 hari  yaitu  28,46  KN/m 2 ,  terjadi  kenaikan sebesar  116,34%.  Kenaikan  ini  terjadi karena  gypsum  mengandung  kalsium  yang mengikat  tanah  bermateri  organik  terhadap lempung.  Gypsum  juga  lebih  menyerap banyak  air  sehingga  membuat  campuran limbah  dan  sampel  tanah  akan  menjadi semakin  keras  dan  kuat,  sehingga  dapat meningkatkan  nilai  kohesi  tanah  yang menjadikan tiap – tiap partikel tanah terikat dengan kuat dan berpengaruh pada peningkatan nilai kuat geser tanah lempung.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan, dengan  menggunakan  limbah  gypsum sebagai  bahan  stabilitas  tanah  tanah lempung, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Setiap  penambahan  campuran  limbah gypsum  dengan  kadar  4%,  6%,  dan  8% terjadi  kenaikan  nilai  kuat  geser  tanah ( s )  pada  tanah  lempung.  Kenaikan  nilai kuat  geser  terbesar  yaitu  61,57  KN/m 2 . Kenaikan ini meningkat sebesar 116,34%  dibanding  dengan  tanah  asli yaitu 23,64 KN/m 2 . Kenaikan ini terjadi karena  gypsum  mengandung  kalsium yang  mengikat  tanah  bermateri  organik terhadap  lempung.  Gypsum  juga  lebih menyerap banyak air sehingga membuat
campuran limbah dan sampel tanah akan menjadi semakin keras dan kuat.
2. Nilai  Kuat  geser  tanah  maksimum terjadi pada sampel tanah yang dicampur dengan  limbah  gypsum  dengan  kadar campuran  8%  yaitu  61,57  KN/m 2 . Kenaikan  ini  terjadi  karena  limbah gypsum dapat meningkatkan nilai kohesi tanah  yang  menjadikan  tiap  –  tiap partikel  tanah  terikat  dengan  kuat  dan berpengaruh pada peningkatan nilai kuat geser tanah lempung.
3. Setiap  pemeraman  yang  dilakukan dengan  waktu  7  hari  dan  14  hari mempengaruhi  kenaiakan  nilai  kuat geser  tanah.  Kenaikan  nilai  maksimum kuat  geser  tanah  terjadi  pada  waktu pemeraman  selama  14  hari  yaitu  61,57 KN/m 2 .  Kenaikan  ini  diprediksi  bisa terjadi  dikarenakan  kadar  air  pada sampel  sedikit  mengalami  perubahan selama  pemeraman  sehingga  sampel menjadi  lebih  keras,  dan  juga  ikatan antara patikel  tanah dan  limbah gypsum semakin kuat.

## Saran
1. Perlu  dilakukannya  pengujian  lanjutan dengan  parameter  yang  lain  seperti pengujian  CBR,  Triaksial,  Kuat  Tekan Bebas  dan  Konsolidasi. Parameter pengujian  –  pengujian  tersebut  perlu dilakukan  sebagai  pembanding  apakah limbah  gypsum  bisa  digunakan  juga pada  parameter  –  parameter  tersebut, atau  hanya  pada  parameter  pengujian direct shear saja.
2. Perlu  dilakukanya  pengujian  lanjutan dengan menambah variasi kadar campuran  diatas  8%,  dan  penambahan
waktu pemeraman diatas 14 hari sebagai pebanding  apakah  semakin  banyak kadar  limbah  gypsum  yang  digunakan, semakin  besar  juga  nilai  kuat  geser tanah lempung ataupun sebaliknya.

## DAFTAR PUSTAKA
Das,  Braja  M,  1988, Mekanika  Tanah
(Prinsip-prinsip
Rekayasa
Geoteknik) , Erlangga, Jakarta. Das,  Braja  M,  1993, Mekanika  Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik) , Jilid 2,  Erlangga, Jakarta.
Eko,    2011 ,  Stabilitas  Tanah  Lempung Dengan Menggunakan Kapur Padam, Tugas  Akhir,  Universitas  Bangka Belitung, Bangka.
Hisyam, Endang Setyawati,
2014, Pemanfaatan  Limbah  Plastik  Untuk Stabilitas  Lereng, Jurnal  Penelitian, Universitas Bangka Belitung, Bangka. Hisyam, Endang Setyawati, 2013, Pemanfaatan  Serat  Karung  Plastik Untuk  Perkuatan  Tanah  Lempung ,
Jurnal  Penelitian, Universitas Bangka Belitung, Bangka.
Hardyatmo, Hary Christady, 2012, Mekanika  Tanah  1  Edisi  Ke  Enam , Gadjah Mada University Press,
Yogyakarta.
Hardyatmo, Hary Christady, 2011, Analisis dan  Perencanaan  Fondasi ,  Cetakan kedua, Gajah Mada University Press ,
Yogyakarta.
Indah,    2013 ,  Pengaruh  Pemanfaatan Limbah  Plastik  Terhadap  Perkuatan Tanah  Lempung  Pulau  Bangka, Tugas  Akhir,  Universitas  Bangka Belitung, Bangka.
Ridwan,    2014, Pengaruh  Penambahan
Sabut  Kelapa  Terhadap  Perkuatan
Tanah Lempung, Tugas Akhir, Universitas Bangka Belitung, Bangka. Vemmy, dkk, 2013, Pengaruh Penambahan Serbuk Gypsum Dengan Lamanya Waktu Pengeraman (curing) Terhadap Karakteristik Tanah Lempung Ekspansif di Bojonegoro , Jurnal Penelitian, Universitas Brawijaya Malang, Malang. Yayuk,  Apriyanti.  2013. Perbaikan  Tanah secara Mekanis dan Teknik
Perbaikan  Tanah .  Modul  Kuliah metode  Perbaikan  Tanah.  Bangka Belitung.