## THE EFFECT OF BIOPOLYMER MIXTURE AS A STABILIZATION AGENT ON PEAT SOIL TO INCREASE SOIL SHEAR STRENGTH BY DIRECT SHEAR TEST
Dewi Janti Setyaningrum 1) , Mulyadi Yuswandono 2,*) , Dewi Amalia 1) , Atmy Verani Rouly Sihombing 1) , Yulianto Petrus Krisologus 2) , Antonius Siswanto 2) , Beny Mulyana Sukandar 2)
1) Master Program of Applied Infrastructure Engineering, Department of Civil Engineering, Bandung State Polytechnic
2) Department of Civil Engineering, Bandung State Polytechnic Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga, Bandung, 40163
*) Correspondent Author: yuswandono@polban.ac.id

## Abstract
Peat soil stabilization with a mixture of biopolymer materials with a mixture variation of 0.5%, 1%, 2%, 2.5%, and 3% to soil weight. This study aims to analyze the physical properties of peat soil in the Palangka Raya area and analyze the effect of adding a mixture of chitosan biopolymer with peat soil on the value of peat soil shear strength. Examination of soil physical properties includes moisture content examination, fiber content  examination,  specific  gravity  examination  and  volume  weight  examination. Meanwhile, the examination of mechanical properties in native soils and mixed soils is carried out by direct shear test. The results showed that peat soil in the Palangka Raya  area  had  a  moisture  content  value  of    779.87 %, fiber  content of 61.44%, specific gravity of 1.41, and volume weight of 1.08 g/cm3. The results of direct shear testing on native soil obtained a cohesion value (c) of 0.04 kg/cm2 and a deep shear angle  value  (φ)  of  4.50°.  The  addition  of  biopolymer  mixtures  to  the  original  soil results  in  cohesion  values  and  deep  shear  angle  values  tend  to  increase  with  each addition of mixture variations. The highest increase in cohesion value (c), deep shear angle (φ) and soil shear strength (τ) occurred with the addition of 2.5 % biopolymer and 3%  biopolymer  28-day  curing.  This  shows  that  the  addition  of  biopolymer mixtures will provide an increase in the shear strength value of the soil, which makes the soil better and more stable.
Keywords : biopolymer, peat soil, stabilization, shear strength

## PENDAHULUAN
Infrastruktur  terutama  jalan  sering mengalami  kerusakan  tanah  karena tanah  dasar  yang  tidak  kuat  untuk menahan  beban  di  atasnya.  Kriteria tanah  yang  dibutuhkan  agar  struktur yang  dibangun  diatas  tersebut  stabil antara  lain  daya  dukung  tanah  harus tinggi  serta  penurunan  yang  terjadi tidak  boleh  melebihi  penurunan  yang
diizinkan.(Pratama  et  al.,  2021).  Tidak semua jenis tanah memiliki karakteristik yang baik untuk pembangunan.  Salah  satu  jenis  tanah yang  kurang  baik  bagi  konstruksi adalah  tanah  gambut.  Tanah  gambut merupakan  tanah  dengan  kandungan organik  di  atas  75%  diantaranya terbentuk  dari  tumbuhan  yang  telah mengalami pembusukan(Yulianto,
2017). Unsur organik yang terkandung pada  tanah  gambut  membuat  kadar  air yang  sangat  besar  hingga  mecapai 700% (Rahayu et al., 2018).
Sifat  fisik  yang  dimiliki  tanah gambut  begitu  rendah  (angka  pori besar, kadar air tinggi, dan berat volume tanah  kecil),  kuat  geser  rendah  serta kompresibilitasnya sangat besar, sehingga  jika  menerima  beban  akan terjadi  penurunan  yang  sangat  besar dalam waktu yang relatif pendek, maka untuk jalan keluar permasalahan tersebut  tanah  harus  distabilisasi. Stabilisasi adalah upaya untuk meningkatkan  kapasitas  daya  dukung tanah  supaya  tanah  tersebut  dapat dimaksimalkan penggunaan untuk pembangunan.(Pratama  et  al.,  2021).
Bahan  campuran  stabilisasi yang digunakan adalah campuran biopolimer chitosan,  Biopolimer  adalah  hasil limbah dari cangkang kepiting rajungan, limbah ini bila tidak dikelola dengan baik akan mencemari ekosistem laut.  Tujuan  yang  ingin  dicapai  dari penelitian ini adalah menganalisis sifat fisik  tanah  gambut  pada  daerah  Jalan
Bereng Bengkel, Palangka Raya sebelum  distabilisasi  serta  mengetahui pengaruh penambahan campuran variasi  biopolimer  terhadap  nilai  kuat geser tanah gambut.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  langkah  pertama studi literatur yang diantaranya bertujuan untuk mendapatkan gambaran-gambaran  tentang  penelitian yang  membahas  kuat  geser  langsung.
Lokasi  pengambilan  sampel  tanah gambut yang digunakan terletak di area
Jalan  Bereng  Bengkel  Kota  Palangka Raya. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mekanika Tanah
Fakultas  Teknik  Politeknik  Negeri Bandung.  Alat-alat  yang  digunakan dalam  penelitian  terdiri  dari:  1).  1  set alat  uji  kadar  air  (ASTM  D  2216-71), 2). 1 set  alat uji kadar serat  (ASTM D 1997-91),  3).  1  set  alat  uji  berat  jenis (ASTM  D  854-72),  4).  1  set  alat  uji berat volume (ASTM C 29M-97), 5). 1 set  alat  uji  geser  langsung  (ASTM  D 3080-90).
Bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  yaitu  sampel  tanah gambut,  bahan  tambah  Biopolimer chitosan.  1).  Tanah  gambut  yang digunakan  merupakan  tanah  dalam kondisi  tidak  terganggu  ( undisturbed ). Sampel  tanah  tersebut  di  ambil  pada kedalaman  ±100  cm  dari  permukaan tanah  atas  dengan  menggunakan  bor tangan dan tabung penyimpanan sampel. 2). Biopolimer chitosan didapatkan  hasil  limbah  dari  cangkang kepiting  rajungan.  Sebelum  dilakukan ekspor,  kepiting  rajungan  ini  diolah terlebih  dahulu  dengan  memisahkan daging  dan  cangkangnya,  sehingga limbah  cangkang  kepiting  ini  menjadi salah satu limbah terbesar.  Limbah ini bila  tidak  dikelola  dengan  baik  akan mencemari  ekosistem  laut.  Limbah cangkang  rajungan  diproses  melalui tiga  tahap  yaitu  tahap  deproteinasi, demineralisasi, dan depigmentasi.
Proses  dari  limbah  menjadi biopolymer  chitosan  dilakukan  dengan proses  penghilangan  gugus  asetril  dari kittin  menjadi  amina  pada  chitosan yang dikenal dengan proses deasetilasi.Metode  tahap  pengujian
sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yang direncanakan berdasarkan  literatur  dari  penelitian terdahulu, yaitu tanah gambut dicampur dengan  biopolimer  chitosan  sebagai bahan  tambah  dalam  stabilisasi  tanah gambut  dengan  persentase  0,5%,  1%, 2%, 2,5% dan 3%  dari berat tanah asli. Variasi  campuran  bahan  uji  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah.
Adapun  masa  waktu  peram ( curing time ), yaitu 7 hari, 14 hari, dan 28  hari.  Dalam  hal  ini  28  hari  diambil dengan melihat hasil penelitain dengan nilai  optimum  dikarenakan  reaksi sementasi  antara  gambut  dan  bahan stabilisasi mengalami
sementasi maksimal  dalam  rentang  waktu  ini. Metode pencampuran tanah gambut dan biopolimer dilakukan pada waktu tanah gambut dalam keadaan basah, kemudian dicampur dan diaduk hingga merata  secara  langsung.  Campuran tanah  gambut  dengan  biopolimer  yang sudah merata didiamkan dalam keadaan terbuka,  hal  ini  dilakukan  agar  tanah
gambut  tersebut  dapat  terstabilisasi dengan  maksimal.  Sample  yang  telah distabilisasi  kemudian  diletakan  pada tempat  yang  terhindar  dari  sinar matahari. Proses rawatan ini dilakukan selama  28  hari.  Jumlah  sampel  yang digunakan untuk masing-masing pengujian  disajikan  dalam  Tabel  2  di bawah.
Tanah  gambut  merupakan  tanah yang  mempunyai  nilai  kompresibiltas tinggi,  secara  alamiah  terbentuk  dari proses pengendapan sungai, danau dan rawa, ditinjau secara mekanisme kejadian  adalah  tanah  deposit  yang sangat  kompresif  dan  kuat  gesernya rendah maka perlunya uji sifat mekanik pada tanah gambut. Sifat mekanik tanah yaitu perilaku tanah akibat diberikannya gaya terhadap tanah. Sifat – sifat mekanik tanah antara lain: kuat geser  tanah,  sudut  geser  dalam,  dan kohesi  tanah.  Sifat  –  sifat  mekanik tanah  tersebut  dapat  diketahui  dengan melakukan  pengujian  geser  langsung ( Direct  Shear  Test ).(Iskandar  et  al.,
2022).
Tabel 1. Variasi Campuran Biopolimer pada Tanah Gambut
No. Variasi Keterangan 1. Tanah Gambut Asli ( undisturbed) % x Berat Tanah Asli 2. Tanah Gambut + Biopolimer 0,5% % x Berat Tanah Asli 3. Tanah Gambut + Biopolimer 1% % x Berat Tanah Asli 4. Tanah Gambut + Biopolimer 2% % x Berat Tanah Asli 5. Tanah Gambut + Biopolimer 2,5% % x Berat Tanah Asli 6. Tanah Gambut + Biopolimer 3% % x Berat Tanah Asli

## Tabel 2. Jumlah Sampel pada Tiap Pengujian
No. Jenis Pengujian Jumlah Sample 1. Pemeriksaan Sifat Fisik Tanah Asli a. Kadar Air 3 b. Kadar Serat 3 c. Berat Jenis 3 d. Berat Volume 3 2. Pemeriksaan Sifat Mekanik Tanah a. Uji Geser Langsung 1). Tanah Asli 3 2). Masa Peram 28 Hari 3 1. Tanah Asli + Biopolimer 0,5 % 3 2. Tanah Asli + Biopolimer 1 % 3 3. Tanah Asli + Biopolimer 2 % 3 4. Tanah Asli + Biopolimer 2,5 % 3 5. Tanah Asli + Biopolimer 3 % 3 Jumlah Sample 33

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pemeriksaan Sifat Fisik Tanah Asli.
Di  bawah  ini  merupakan  hasil  nilai optimum  dari  pemeriksaan  sifat  fisik tanah  gambut,  hasil  optimum  terjadi pada  variasi  campuran  biopolimer  3% dengan masa peram 28 hari. Hasil nilai dapat dilihat pada Tabel 3.
1. Sifat fisik tanah gambut ditunjukkan pada  Tabel  3.  Suatu  yang  sangat khusus  dari  fisik  tanah  gambut adalah nilai kandungan organik yang tinggi;  hal  ini  sesuai  dengan  proses pembentukan  tanah  gambut  itu sendiri.  Menurut  sistem  klasifikasi ASTM D-4427 (1992) dan (Yulianto &  Harwadi,  2009)  tanah  gambut memiliki nilai kadar air 700 – 1000 %  ,  sedangkan  pada  tanah  gambut yang  diambil  dari  Jalan  Bereng Bengkel  mempunyai  nilai  kadar  air sebesar  779,87%.    Kandungan  air yang  tinggi  menyebabkan  nilai koefesien  rembesan  tanah  gambut menyerupai  pasir;  hal  ini  wajar mengingat pori yang besar menyebabkan air dalam pori mudah
keluar apabila terdapat beban diatasnya.
2. Berdasarkan nilai  kadar  serat,  tanah gambut termasuk ke dalam kategori sapric  peat  soil (gambut  matang) karena  memiliki  nilai  kadar  serat 61,44%.  Hal  ini  sesuai  dengan kategori  berat  jenis  tanah  gambut, yaitu: 39,5 – 61,3.
3. Untuk nilai berat jenis tanah gambut yang didapatkan yakni sebesar 1,41, hal  ini  sesuai  dengan  kategori  berat jenis tanah gambut, yaitu: 1,4 - 1,7.
4. Untuk  nilai  berat  volume  tanah gambut  yang  didapatkan  yakni sebesar  1,08,  hal  ini  sesuai  dengan kategori  berat  jenis  tanah  gambut, yaitu:  0,9  –  1.  Nilai  berat  volume tanah gambut yang kecil menunjukkan bahwa kepadatan tanah  gambut  tidak  seperti  tanah pada  umumnya.  Jika  dihubungkan dengan  nilai  kadar  airnya  yang tinggi,  berat  air  yang  terkandung dalam  tanah  gambut  mencapai  6 (enam) kali lebih berat dibandingkan
berat  butiran  soil  tanah  gambut  itu sendiri.
Pemeriksaan  Sifat  Mekanik  Tanah dengan Uji Geser Langsung.
Pemeriksaan  ini  dilakukan  dengan membandingkan  tanah  asli  dan  tanah campuran  guna  mengetahui  pengaruh penambahan  campuran  terhadap  nilai kuat  geser  tanah  gambut.  Hasil pengujian  geser  langsung  terhadap tanah  asli  yakni  tanah  gambut  tanpa penambahan bahan campuran disajikan dalam Tabel 4 dan Gambar 1.
Dari hasil pengujian dan perhitungan  uji  geser  langsung  tanah asli yang diperoleh, dapat dilihat bahwa tanah asli yakni tanah gambut di daerah Jalan  Bereng  Bengkel  memiliki  nilai kohesi,  sudut  geser  dalam  dan  kuat geser yang rendah, hal ini menunjukkan bahwa  daya  dukung  tanah  tersebut rendah,  oleh  karena  itu  diperlukan adanya  usaha  perbaikan  tanah  gambut dengan  cara  stabilisasi,  dalam  hal  ini digunakan biopolimer chitosan sebagai bahan campurannya.
Tabel 3. Hasil Pemeriksaan Sifat Fisik Tanah Asli No. Pengujian Satuan Hasil 1. Kadar Air % 779,87 2. Kadar Serat % 61,44 3. Berat Jenis - 1,41 4. Berat Volume g/cm 3 1,08 Tabel 4. Hasil Uji Geser Langsung Tanah Asli Pengujian Kohesi (kg/cm 2 ) Hasil Sudut Geser Dalam (°) Kuat Geser (kg/cm 2 ) Tanah asli 0,040 2,03 0,183
Gambar 1. Grafik Hubungan Tegangan Normal dan Tegangan Geser Tanah Gambut
0,040 2,030 Tegangan Normal, σ (kg/cm2)
Gambar 2. Grafik Pengaruh Variasi Campuran Biopolimer terhadap Nilai Kohesi
Berdasarkan beberapa variasi pengujian yang  telah  dilakukan  seperti  yang ditampilkan  pada  Gambar  2  dengan menghubungkan antara variasi campuran biopolimer waktu pemeraman 28 hari dengan
perbandingan  tanah  gambut  tanpa campuran,  peningkatan  nilai  kohesi tertinggi  terjadi  pada  penambahan biopolimer  3%  dengan  lama  waktu pemeraman 28 hari yakni  sebesar 0,13 kg/cm2.  Pengaruh  yang  ditimbulkan akibat  adanya  penambahan  biopolimer juga  terjadi  terhadap  nilai  sudut  geser dalam (ϕ) dapat dilihat pada Gambar 3.
Berdasarkan  Gambar  3,  terlihat bahwa penambahan campuran biopolimer chitosan pada tanah asli juga dapat  meningkatkan  nilai  sudut  geser dalam.  Peningkatan  nilai  sudut  geser dalam tertinggi terjadi pada
penambahan biopolimer 3% dan dengan lama waktu pemeraman 28 hari yakni  sebesar  4,50°.  Pengaruh  yang
ditimbulkan akibat adanya penambahan
biopolimer  demikian  juga  terjadi terhadap nilai kuat geser tanah (τ) dapat dilihat pada Gambar 4.
Berdasarkan  Gambar  4,  secara keseluruhan  terjadi  peningkatan  pada setiap  penambahan  kadar  biopolimer beiringan dengan lama waktu pemeraman.  Peningkatan  nilai  kuat geser  dalam  tertinggi  terjadi  pada biopolimer  3%  dengan  lama  waktu pemeraman 28 hari yakni sebesar 0,452 kg/cm2. Peningkatan nilai kohesi, nilai sudut geser dalam dan nilai  kuat  geser tanah yang terjadi kemungkinan disebabkan oleh campuran dari biopolimer, selain itu, dengan bertambahnya  lama  pemeraman  ikatan antar partikel tersebut semakin kuat dan tidak mudah lepas. Semakin besar nilai kohesi  (c)  dan  sudut  geser  dalam  (ϕ), maka  kuat  geser  tanah  (τ)  semakin besar,  yang  mana  tanah  tersebut menjadi  lebih baik dan stabil  sehingga dapat  digunakan  sebagai  tanah  dasar suatu bangunan.
Gambar 3. Grafik Pengaruh Variasi Campuran Biopolimer terhadap Nilai Sudut Geser Dalam
Gambar 4. Grafik Pengaruh Variasi Campuran Biopolimer terhadap Nilai Kuat Geser Tanah

## SIMPULAN
Hasil  pengujian  sifat  fisik  tanah  asli menunjukkan  bahwa  tanah  gambut  di daerah Jalan Bereng Bengkel, Palangka Raya  memiliki  nilai  kadar  air  sebesar 779,87%,  kadar  serat  sebesar  61,44%, berat  jenis  sebesar  1,41,  dan  berat volume  sebesar  1,08  g/cm3.  Menurut sistem  klasifikasi  ASTM  D-4427 (1992),  tanah  gambut  termasuk  ke dalam kategori sapric peat soil (gambut matang)  karena  karena  memiliki  nilai
kadar  serat  61,44%.  Hal  ini  sesuai dengan  kategori  berat  jenis  tanah gambut.
Hasil  pemeriksaan  uji  geser langsung menunjukkan bahwa penambahan campuran biopolimer
berpengaruh  terhadap  nilai  kohesi  (c) dan  nilai  sudut  geser  dalam  (ϕ)  serta nilai kuat geser tanah (τ). Berdasarkan pengujian  geser  langsung  pada  tanah asli didapatkan nilai kohesi (c) sebesar 0,04 kg/cm2, nilai sudut geser dalam (ϕ)
sebesar  2,03°  dan  0,183  kg/cm2  untuk nilai kuat geser tanah (τ) dimana terjadi peningkatan  sebesar  153,18%.  Dengan penambahan campuran biopolimer pada tanah asli nilai kohesi, nilai sudut geser dalam dan nilai  kuat  geser tanah cenderung  mengalami  peningkatan  di setiap penambahan persentase campuran biopolimer beiringan dengan lamanya waktu pemeraman. Peningkatan  tertinggi  terjadi  pada penambahan biopolymer 3% pemeraman 28 hari yakni sebesar 0,130
kg.cm2 untuk nilai kohesi (c) dan 4,50°, ),  serta  0,452  kg/cm2  untuk  nilai  kuat geser  tanah  (τ)  dimana  terjadi peningkatan  sebesar  153,18%.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  semakin  besar kadar  biopolymer  yang  ditambahkan dan  semakin  lama  waktu  pemeraman maka tanah tersebut menjadi lebih baik dan stabil.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan kepada Pusat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Politeknik  Negeri  Bandung,  Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung,  dan  Program  Pascasarjana Rekayasa Infrastruktur Politeknik
Negeri Bandung yang telah mendukung dalam penyelesaian penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Hasanela,  N.,  Tanasale,  M.F.J.D.P.,  & Tehubijuluw, H., 2020, Karakterisasi Biopolimer Kitosan Hasil Deasetilasi Limbah Kepiting  Rajungan  (Portunus Sanginolentus) Menggunakan NaBH4  Dalam  NaOH. Indo.  J. Chem. Res. , 8 (1), 66–71.
Iskandar,  R.M.,  Djoeddawi,  A.A.,
Karim,  A.,  Alifuddin,  A.,  & Maruddin,  M.,  2022,  Pengujian
Kuat Geser Tanah dengan Metode Langsung  (Direct  Shear) Terhadap  Perubahan  Persentase Kadar Air. Jurnal Ilmiah Mahasiswa  Teknik  Sipil , 4
(April), 149–155.
Pratama, B.B., Hendri, O., & Sarie, F.,
2021, Analisis Peningkatan Nilai Kuat Geser Tanah Gambut Dengan  Bahan  Stabilisasi  Abu
Ampas  Tebu  Dan  Kapur. Jurnal Kacapuri :  Jurnal  Keilmuan Teknik Sipil , 4 (2), 325.
Rahayu, W., Damoerin, D., & Hayyan, A.,  2018,  Pengaruh  Geopolimer Untuk Meningkatkan Kuat Geser Tanah  Gambut. Jurnal  Teknik Sipil , 25 (3), 187. Yulianto, 2017, Perilaku Tanah Gambut Berserat Permasalahan dan Solusinya. Konferensi  Nasional Teknik Sipil Dan Infrastuktur - I ,
1 (December), 1–10.
Yulianto,  F.E.,  &  Harwadi,  F.,  2009,
Menentukan  metode  perbaikan untuk tanah gambut. Teknik Sipil Universitas Atma Jaya - Yogyakarta , 10 no. 1
(geotecnical), 52.