doi: mkts.v28i1.41963

## Perilaku Mekanis Tanah Lunak yang Distabilisasi dengan Kapur dan Abu Vulkanik
* Novdin Manoktong Sianturi 1,2 , Mohd Khairul Amri Kamarudin 2 , Dermina Roni Santika Damanik 1 , Virgo Erlando Purba 1 , Deardo Samuel Saragih 1
1 Fakultas Teknik, Universitas Simalungun, Pematang Siantar
2 East Cosy Environmental Research Institute - Universiti Sultan Zainal Abidin Malaysia
*) msnovdin@gmail.com
Received: 10 Oktober 2021 Revised: 24 Juni 2022 Accepted: 28 Juli 2022

## Abstract
The  properties  of  soft  clay  can  be  seen  from  the  compressive  strength  value  through  the  unconfined compressive strength (UCS) test. Soft soil was less well used as the subgrade for construction. The aim is to determine the increase in the unconfined compressive strength and bearing capacity of the foundation due to the addition of lime and volcanic ash on soft soil. Soft soil has undrained shear strength < 25 kPa based on the unconfined compressive strength test. The unconfined compressive strength test has been conducted on the soil-lime mixture and soil-volcanic ash mixture of 3-12% respectively to the weight of dry soil. The highest unconfined  compressive  strength  values  were  found  in  soils  with  6%  of  lime  and  9%  of  volcanic ash.  The bearing  capacity of the foundation on soil stabilized  with 6% lime increased 13.7 times, while the bearing capacity of the foundation on the soil with the addition  of 9% volcanic ash increased the ultimate bearing capacity of 8.7 times the bearing capacity of the foundation on soft soil. The bearing capacity of the foundation on lime stabilized soil is higher than the bearing capacity of the foundation on volcanic ash stabilized soil.
Keywords: Soft clay, lime, volcanic ash, compressive strength, bearing capacity of foundation

## Abstrak
Sifat lempung lunak dapat dilihat dari nilai kuat tekan bebas melalui pegujian unconfined compressive strength (UCS). Tanah lunak kurang baik digunakan sebagai tanah dasar konstruksi. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peningkatan kuat tekan bebas dan daya dukung pondasi akibat penambahan kapur maupun abu vulkanik pada tanah lunak. Tanah lunak memiliki kuat geser undrained < 25 kPa berdasarkan uji kuat tekan bebas. Uji kuat tekan bebas dilakukan pada tanah dengan penambahan kapur maupun abu vulkanik masing- masing 3-12% terhadap berat tanah kering. Nilai kuat tekan bebas tertinggi didapatkan pada tanah dengan 6%  kapur  dan  9%  abu  vulkanik.  Daya  dukung  pondasi  pada  tanah  yang  distabilisasi  dengan  6%  kapur meningkat  13,7  kali,  sedangkan  daya  dukung  pondasi  pada  tanah  dengan  penambahan  9%  abu  vulkanik meningkatkan  daya  dukung  ultimit  sebesar  8,7  kali  daya  dukung  pondasi  pada  tanah  lunak.  Daya  dukung pondasi  pada  tanah  yang  distabilisasi  kapur  lebih  tinggi  dari  daya  dukung  pondasi  pada  tanah  yang distabilisasi abu vulkanik.
Kata kunci: Lempung lunak, kapur, abu vulkanik, kuat tekan bebas, daya dukung pondasi

## Pendahuluan
Tanah  dengan  karakteristik  yang  kurang  baik seperti  tanah  lempung  lunak  kerap  menimbulkan masalah  karena  memiliki  daya  dukung  rendah. Tanah  lunak  merupakan  tanah  kohesif  yang sebagian  besar  terdiri  dari  butir-butir  yang  sangat kecil  dan  memiliki  nilai  kohesi  yang  dominan (Waruwu et  al .,  2021).  Lapisan  tanah  lunak
mempunyai kuat geser rendah, pemampatan tinggi, koefisien  permeabilitas  rendah,  dan  daya  dukung yang rendah.
Jenis  tanah  lempung  cenderung  memiliki  sifat kedap  air,  kohesifitas  yang  tinggi  dan  nilai  kuat geser  yang  rendah.  Sedangkan  tanah  pasir mempunyai  nilai  kuat  geser  yang  tinggi  dan  gaya tarik menarik antar partikel cenderung kecil. Sifat-
sifat  tanah  lempung  pada  umumnya  terdiri  dari ukuran  butir  halus  (kurang  dari  0,002  mm), permeabilitas  rendah,  kenaikan  air  kapiler  tinggi, sangat  kohesif,  kadar  kembang  susut  yang  tinggi, dan proses konsolidasi lambat (Hardiyatmo, 2002).
Tanah lunak merupakan salah satu jenis tanah yang dapat  menyebabkan  masalah  ketidakstabilan  dan penurunan  jangka  panjang,  karena  tanah  ini mempunyai  kuat  geser  rendah  dan  pemampatan tinggi  (Panduan  Geoteknik  4,  2002).  Tanah  lunak terbagi menjadi dua, yaitu tanah lempung lunak dan tanah gambut. Tanah lempung umumnya memiliki nilai  plastisitas  yang  tinggi  dengan  nilai  indeks plastisitas lebih besar dari 17% seperti terlihat pada Tabel 1 (Hardiyatmo, 2002).
Tabel 1. Nilai indeks plastisitas dan macam tanah (Hardiyatmo, 2002) PI (%) Sifat Macam tanah Kohesi 0 Non plastis  Pasir Non kohesif < 7 Plastisitas rendah Lanau Kohesif sebagian 7-17 Plastisitas sedang Lempung berlanau Kohesif > 17 Plastisitas tinggi Lempung Kohesif
Berdasarkan  Tabel  2,  sifat  tanah  lempung  lunak dapat dilihat dari nilai kuat tekan ( q u ), apabila nilai q u tanah lebih kecil dari 50 kPa, maka tanah tersebut digolongkan  sebagai  tanah  lempung  lunak  ke lempung  sangat  lunak  (Hardiyatmo,  2002).  Tanah dengan nilai CBR lebih kecil 9% tergolong sebagai tanah  yang  kurang  baik  untuk  tanah  dasar konstruksi (Waruwu, 2013). Tanah yang tergolong sebagai  tanah  lunak,  plastisitas  tinggi,  dan  kuat tekan  bebas  yang  rendah  memerlukan  perbaikan dengan penambahan material stabilisasi.
Tabel 2. Hubungan kuat tekan bebas ( q u ) tanah lempung dengan konsistensi (Hardiyatmo, 2002) Konsistensi q u (kPa) Lempung keras > 400 Lempung sangat kaku 200-400 Lempung kaku 100-200 Lempung sedang 50-100 Lempung lunak 25-50 Lempung sangat lunak < 25
Daya dukung tanah dipengaruhi oleh muka air dan kepadatan  tanah,  tanah  lempung  lunak  yang terendam air  memberikan daya dukung  yang kecil (Dharmayasa, 2014). Daya dukung pondasi dan tipe keruntuhannya  sangat  dipengaruhi  oleh  letak  dari tanah keras dan jenis lapisan tanah (Fauzi & Ikhya, 2016).  Semakin  dalam  letak  pondasi  dan  semakin
besar  ukuran  lebarnya,  daya  dukung  pondasi semakin tinggi.
Kohesi  tanah  dapat  meningkatkan  daya  dukung pondasi  telapak  dan  memperkecil  tekanan  ke  atas (Manoppo,  2013).  Namun,  tanah  lunak  memiliki kohesi pada kondisi undrained yang cukup rendah. Perbaikan tanah diperlukan untuk dapat meningkatkan nilai kohesi pada kondisi undrained.
Perbaikan  tanah  dengan  material  yang  berserat seperti  sabut  kelapa  dapat  meningkatkan  daya dukung pondasi, namun peningkatannya hanya 15% akibat penambahan 1-2% sabut kelapa (Fahriani & Apriyanti, 2017).
Metode  perbaikan  tanah  merupakan  solusi  untuk mengatasi  permasalahan  tanah  lunak.  Perbaikan sifat-sifat  tanah  lunak  dapat  dilakukan  dengan stabilisasi tanah.  Cara-cara stabilisasi tanah adalah dengan  melakukan  pemadatan  tanah,  mencampur tanah  dengan  bahan  granuler,  menggunakan perkuatan,  penggalian  dan  pergantian  tanah,  serta perbaikan  tanah  secara  kimia  dengan  mencampur bahan semen, kapur, abu terbang, aspal dan material lainnya (Hardiyatmo, 2010).
Stabilisasi dengan menggunakan bahan tambah atau sering  disebut  juga  stabilisasi  kimiawi  bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, dengan cara mencampur tanah dengan menggunakan bahan tambah  dengan  perbandingan  tertentu.  Material tanah dengan klasifikasi baik seperti tanah lempung plastisitas  rendah  yang  distabilisasi  dengan  semen atau  kapur  dapat  digunakan  sebagai  lapis  pondasi pada struktur konstruksi jalan (Adha, 2009).
Stabilitasi  tanah  merupakan  pencampuran  tanah dengan bahan tertentu guna memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar  memenuhi syarat teknis tertentu. Proses stabilisasi tanah meliputi pencampuran tanah dengan tanah lain untuk memperoleh gradasi yang diinginkan,  atau  pencampuran  tanah  dengan bahan-bahan  buatan  pabrik,  sehingga  sifat-sifat teknis  tanah  menjadi  lebih  baik.  Sifat-sifat teknis  tanah  tersebut  dapat  berupa  kapasitas dukung, kompresibilitas, permeabilitas, kemudahan dikerjakan,  potensi  pengembangan,  dan  sensifitas terhadap perubahan kadar air.
Ada beberapa metode untuk perbaikan tanah seperti penggantian  tanah,  perkuatan  untuk  meningkatkan kekuatan  dan  kekakuan  tanah,  perbaikan  tanah, stone column , tiang-tiang, dan pencampuran bahan kimia  seperti  semen  dan  kapur  (Kazemian et  al ., 2011).  Perbaikan  tanah  lunak  dapat  dilakukan dengan  penggunaan  system  perkuatan  pada  arah horizontal  (Waruwu, et  al .,  2022).  Perbandingan campuran bergantung pada kualitas campuran yang diinginkan. Jika pencampuran hanya dimaksudkan
untuk  merubah  gradasi  dan  plastisitas  tanah,  dan kemudian  dikerjakan,  maka  hanya  memerlukan bahan  tambah  sedikit.  Namun,  bila  stabilisasi dimaksudkan untuk merubah tanah agar mempunyai  kekuatan  tinggi,  maka  diperlukan bahan tambah yang lebih banyak.
Menurut Suaryana dan Fransisko (2018) stabilisasi dua tahap pada tanah lempung menggunakan kapur dan  semen  dapat  meningkatkan  nilai  kuat  tekan bebas dari 1,9 kg/cm 2 menjadi 9,05 kg/cm 2 dengan kadar  kapur  6%  pada  tahap  pertama,  dengan peningkatan  kuat  tekan  bebas  dari  9,05  kg/cm 2 menjadi  14,55  kg/cm 2 dengan  kadar  semen sebanyak 8%.
Campuran stabilisasi tanah dasar dan lapis fondasi tanah  semen  harus  dalam  rentang  3%  sampai  8% dari  berat  tanah  asli  dalam  keadaan  kering  oven
(Direktoral Jenderal Bina Marga, 2018).
Penggunaan  20-30%  abu  vulkanik  dengan  5% kapur  memperlihatkan  perbaikan  sifat-sifat  tanah lunak (Nasarani et al ., 2019). Penambahan 9% abu vulkanik dan 6% kapur  menunjukkan peningkatan kuat tekan bebas yang cukup signifikan pada tanah lempung (Waruwu, et al ., 2022).
Stabilisasi tanah dengan menggunakan kapur cocok untuk  tanah  dasar  pada  pembangunan  jalan,  dan biasanya  dicampur  sebanyak  2-6%  kadar  kapur terhadap  berat  (Hardiyatmo,  2014).  Pencampuran abu  vulkanik  dan  kapur  sebagai  bahan  stabilisasi tanah  lempung  ekspansif  antara  lain  dapat meningkatkan berat isi tanah, mengurangi kadar air, peningkatan  nilai  geser  tanah,  dan  karakteristik pengembangan  tanah  lempung  semakin  berkurang dengan penambahan abu vulkanik yang bersifat non plastis (Latif et al ., 2017).
Tanah lempung ekspansif dapat distabilisasi dengan kapur  padam,  perbaikan  indeks  plastisitas  tanah cukup signifikan pada penambahan 6% (Sutikno & Damianto,  2009).  Hal  yang  sama  didapatkan  pada peningkatan  nilai  CBR  tanah  lempung  ekspansif yang  distabilisasi  dengan  6%  kapur  padam,  nilai CBR tanah di atas 6% kapur tidak melonjak tinggi. Menurut  SNI  03-3437-1994,  jumlah  kapur  yang digunakan  dalam  campuran  adalah  antara  2-15% dihitung terhadap berat kering tanah.
Material  yang  digunakan  untuk  perbaikan  tanah sangat  beragam,  hal  ini  disesuaikan  dengan ketersediaan material di daerah yang membutuhkan perbaikan  tanah.  Hal  ini  dapat  meningkatkan keterlibatan dan partisipasi masyarakat lokal dalam penyediaan  material  (Sianturi et  al .,  2019).  Selain kapur, semen, abu terbang batu-bara, juga ada abu vulkanik.  Penambahan  9%  abu  vulkanik  dapat meningkatkan  nilai  kuat  tekan  sebesar  36,6%  dan
CBR  tanah  lempung  sebesar  6,15%  (Triputro  & Rahayu,  2016).  Awalnya  nilai  kuat  tekan  tanah lempung hanya 76 kPa meningkat menjadi 120 kPa dengan  penambahan  9%  abu  vulkanik.  Hal  yang sama didapatkan pada peningkatan  nilai  CBR dari 1,3156 % menjadi 1,4027 % setelah tanah lempung ditambah dengan 9% abu vulkanik.
Pencampuran  abu  vulkanik  dan  kapur  sebagai bahan  stabilisasi  tanah  lempung  ekspansif  dapat meningkatkan berat isi tanah, mengurangi kadar air, peningkatan  nilai  geser  tanah,  dan  karakteristik pengembangan  tanah  lempung  semakin  berkurang dengan penambahan abu vulkanik yang bersifat non plastis (Latif et al ., 2017). Karakteristik tanah lunak dapat  berubah  menjadi  lempung  sangat  kaku dengan penambahan 9% abu vulkanik (Waruwu et al ., 2021).
Kajian penelitian dilakukan dengan pemilihan tanah lempung  lunak  dengan  menguji  karakteristiknya, kemudian diteruskan dengan perbaikan menggunakan  material  stabilisasi  dari  kapur  dan abu  vulkanik.  Parameter  tanah  yang  akan  dicari adalah peningkatan nilai kuat tekan dan penurunan plastisitas  tanah.  Berdasarkan  nilai  kuat  tekan didapatkan  nilai  kohesi  tanah  pada  kondisi undrained. Daya  dukung  pondasi  di  atas  tanah kehesif dapat ditentukan.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan  konsistensi tanah  lempung  lunak akibat stabilisasi, untuk mengetahui persentase penambahan  kapur  maupun  abu  vulkanik  dalam menghasilkan nilai kuat tekan bebas tertinggi, dan untuk  mengetahui  daya  dukung  pondasi  telapak pada tanah yang distabilisasi dengan kapur maupun abu vulkanik.

## Metode
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil, Universitas Simalungun. Tanah lempung yang digunakan pada penilitian  ini  adalah  tanah  yang  berasal  dari  Deli Serdang,  Sumatera  Utara (lihat  Gambar  1).  Tanah diambil  dari  kedalaman  60-150  cm  dan  berbentuk bongkahan untuk sampel teranggu dan dimasukkan dalam tabung untuk sampel tak terganggu. Sampel terganggu  dijemur  terlabih  dahulu  sebelum  diuji (Gambar 2). Sampel yang sudah dijemur, kemudian disaring dengan saringan No. 40.
Pengujian awal dilakukan untuk mengetahui kadar air,  berat  jenis,  batas-batas  konsistensi  ( Atterberg limit ),  distribusi  ukuran  butiran,  dan  kuat  tekan tanah  tidak  terganggu,  hasilnya  ditunjukkan  pada Tabel 3. Pengujian-pengujian  ini diperlukan untuk memastikan  tanah  yang  diteliti  merupakan  tanah
lempung dengan plastisitas tinggi berdasarkan nilai indeks  plastisitas  dan  lempung  lunak  berdasarkan nilai kuat tekan bebas. Sifat plastisitas diuji dengan Atterberg limit.

## Gambar 1. Proses pengambilan sampel tanah
Gambar 2. Proses pengeringan sampel tanah
Sifat yang diperbaiki pada tanah lempung ini adalah sifat  konsistensi  tanah  dilihat  dari  nilai  kuat  tekan bebas  ( q u ).  Sifat-sifat  ini  diperbaiki  dengan penambahan  material kapur dan abu  vulkanik  dari Gunung Sinabung (Gambar 3). Kadar kapur dan abu vulkanik masing-masing sebesar 3%, 6%, 9%, dan 12 % dari berat tanah kering. Jumlah bahan tambah yang  digunakan  pada  penelitian  ini  mendekati jumlah  3-8%  dari  berat  tanah  asli  dalam  keadaan kering  oven  yang  direkomendasi  (Direktoral Jenderal  Bina  Marga,  2018).  Hasil  penelitian (Waruwu, et  al .,  2022)  didapatkan  bahwa  9%  abu vulkanik dan 6% kapur memberikan perbaikan yang optimal pada tanah lempung.
(a) (b)
Gambar 3. (a) Kapur dan (b) Abu vulkanik
Kadar  air  yang  diperlukan  dalam  pencampuran sampel  tanah  untuk  pengujian  kuat  tekan  bebas didapatkan dari hasil pengujian pemadatan standart (compaction) .  Sampel  uji  pemadatan  dilakukan pada setiap jumlah campuran 3%, 6%, 9%, dan 12% baik  material  kapur  maupun  abu  vulkanik.  Selain kadar air optimum, berat volume kering maksimum didapatkan dari pengujian pemadatan standar.

## Uji kuat tekan bebas
Uji utama untuk mengetahui nilai kuat tekan bebas dan sifat konsistensi dilakukan dengan menggunakan alat uji kuat tekan (Gambar 4). Tanah dan  camparan  material  kapur  atau  abu  vulkanik dicampurkan dengan persentase campuran 3%, 6%, 9%,  dan  12%  menggunakan  jumlah  air  dari  kadar air  optimum  hasil  pengujian  pemadatan.  Berat masing-masing  campuran  didapatkan  dari  hasil perkalian  persentase  dengan  berat  kering  sampel tanah yang diperlukan.
Gambar 4. Uji kuat tekan bebas
Gambar 5. Tipekal pola keruntuhan tanah+3% kapur hasil uji kuat tekan bebas
Nilai  kuat  tekan  bebas  didapatkan  pada  saat tegangan maksimum yang ditunjukkan dari sampel
tanah  yang  mengalami  keruntuhan  (Gambar  5). Kadar  air  sampel  yang  digunakan  untuk  menguji kuat  tekan  bebas  didasarkan  pada  hasil  pengujian pemadatan,  baik  pada  tanah  asli  maupun  sampel yang  sudah  dicampur  dengan bahan-bahan perbaikan.

## Analisis daya dukung pondasi
Kohesi pada kondisi undrained ( c u ) ditentukan dari hasil  uji  kuat  tekan  bebas  pada  tanah  yang  telah distabilisasi, seperti diuraikan pada Persamaan 1.
c u = q u /2 (1)
dengan, c u adalah  kohesi  pada  kondisi undrained (kPa) dan q u merupakan kuat tekan bebas (kPa)
Berdasarkan  kohesi  pada  kondisi undrained ( c u ) dapat  ditentukan  daya  dukung ultimit (Q u )  pada tanah lempung dengan menggunakan teori Skempton 1951 (Hardiyatmo, 2011). Cara menentukan  daya  dukung  ultimit  (Q u )  seperti diuraikan  pada  Persamaan  2.  Nilai  daya  dukung yang dikaji ini, didapatkan dari hasil uji kuat tekan bebas.
Q u = c u x N c (2)
dengan, Q u merupakan  daya dukung ultimit (kPa), N c merupakan  faktor  daya  dukung  (Gambar  6),  D merupakan  kedalaman  pondasi  (m),  B  merupakan lebar pondasi (m).
Gambar 6. Faktor daya dukung N c (Hardiyatmo, 2011)

## Hasil dan Pembahasan

## Hasil uji sifat fisik dan mekanis tanah asli
Hasil pengujian sifat fisik dan mekanis tanah seperti pada  Tabel  3.  Berdasarkan  pengujian  sifat  fisik didapatkan  nilai  kadar  air  78  %,  berat  jenis  2,65, batas  cair  59,2  %,  indeks  plastisitas  21,2  %,  dan jumlah tanah berbutir halus dari lolos saringan No. 200 didapatkan sebanyak 97 %.
Berdasarkan hasil uji analisa saringan dan Atterberg limit pada tanah asli, maka tanah ini tergolong tanah
lempung  plastisitas  tinggi,  karena  lolos  saringan No. 200 lebih besar dari 50%, batas cari ( LL ) lebih besar  dari  50%,  dan  indeks  plastisitas  ( PI )  di  atas 17%  seperti  pada  Tabel  1.  Kurva grain  size tanah asli dapat dihat pada Gambar 7.
Tabel 3. Hasil uji sifat-sifat tanah asli Sifat-sifat Tanah Nilai Satuan Kadar air ( w ) 78 % Berat jenis (Gs) 2,65 - Batas cair (LL) 59,2 % Batas plastis (PL) 38 % Indeks plastisitas (PI) 21,2 % Lolos saringan No. 200 97 % Kuat tekan bebas (qu) 34 kPa Berat isi kering ( 𝛾 d ) 1,3 gr/cm 3 Kadar air opimum ( w opt ) 34 %
Hasil  uji  kuat  tekan  bebas  pada  sampel  tidak terganggu  menunjukkan  nilai q u sebesar  34  kPa, dengan demikian tanah ini tergolong tanah lempung lunak  karena  memiliki q u lebih  kecil  dari  50  kPa seperti pada Tabel 2.
Gambar 7. Grain size pada tanah asli

## Karakterisitk properties dan klasifikasi tanah
Berdasarkan hasil uji Analisa saringan, hydrometer, dan Atteberg  limit seperti  diuraikan  pada  Tabel  3, maka  tanah  lempung  yang  digunakan  dalam penelitian diklasifikasi menurut klasifikasi
American  Association  of  State  Highway  and Transportation Officials (AASHTO) M145 sebagai tanah berlempung kelompok A-7-5 (Lolos saringan No.  200  >  36%,  batas  cair  ( LL )  >  41%,  indeks plastis ( PI ) > 11%, dan batas plastis ( PL ) > 30%.
Nilai  indeks  plastisitas  tanah  dapat  diperoleh  dari selisih  batas  cair  dengan  batas  plastis  berdasarkan hasil uji Atteberg limit pada tanah dengan campuran kapur dan campuran abu vulkanik ditunjukkan pada Gambar 8. Kedua bahan stabilisasi yang digunakan memperlihatkan  penurunan  nilai  indeks  plastisitas ( PI ) secara signifikan.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 P er sen tas e lo lo s (% )
Diameter (mm)

## Gambar 8. Perubahan indeks plastisitas tanah
Nilai  indeks  plastisitas  tanah  yang  diperbaiki dengan  kapur  didapatkan  sebesar  21%,  20,92%, 20,74%,  dan  20,61%  masing-masing  untuk  kadar kapur  3%,  6%,  9%,  dan  12%.  Sedangkan  nilai indeks plastisitas tanah yang diperbaiki dengan abu vulkanik  didapatkan  sebesar  21,08%,  20,98%, 20,91%,  dan  20,89%  masing-masing  untuk  kadar abu vulkanik 3%, 6%, 9%, dan 12%.
Perbaikan  sifat-sifat  tanah  lempung  yang  diteliti dapat dilihat dari hasil uji Atterberg limit pada tanah yang  dicampur  dengan  kapur  maupun  dengan  abu vulkanik.  Sifat-sifat  yang  dimaksud  adalah plastisitas  dan  konsistensi.  Berdasarkan  hasil  uji seperti  pada  Tabel  3,  tanah  yang  diteliti  ini tergolong  sebagai  tanah  lempung  lunak  dengan plastisitas tinggi.
Penambahan  kapur  maupun  abu  vulkanik  dapat memperbaiki sifat plastisitas lempung, hal ini dapat dilihat dari penurunan nilai indeks plastisitas tanah dengan  bertambahnya  kadar  campuran  kapur maupun abu vulkanik. Penurunan indeks plastisitas tanah  dengan  kapur  lebih  tinggi  dibandingkan dengan abu vulkanik.

## Hasil uji pemadatan tanah
Kadar  air  optimum  didapatkan  dari  hasil  uji pemadatan  tanah  asli  dan  tanah  dengan  campuran kapur  dan  abu  vulkanik  (Gambar  10).  Kadar  air optimum  dari  hasil  uji  pemadatan  digunakan sebagai kadar air untuk campuran sampel untuk uji kuat tekan bebas.
Kadar  air  tanah  dengan  campuran  abu  vulkanik cenderung  menurun  sejalan  dengan  penambahan kadar  abu  vulkanik.  Sedangkan  kadar  air  untuk tanah dengan campuran kapur cenderung meningkat  sejalan  dengan  penambahan  kadar kapur. Hal ini dapat disebabkan karena sifat kapur yang  mudah  menyerap  air,  sehingga  semakin banyak  kadar  kapur  yang  digunakan  maka  jumlah air  yang  dibutuhkan  untuk  campuran  semakin meningkat.
Gambar 9. Hubungan berat isi kering dengan kadar air dari hasil uji pemadatan standar pada tanah dengan 12% abu vulkanik

## Gambar 10. Kadar air optimum masing-masing campuran
Hubungan kadar campuran kapur dan abu vulkanik dengan  berat  isi  kering  maksimum  dari  hasil  uji pemadatan  dapat  dilihat  pada  Gambar  11.  Nilai berat  isi  kering  yang  tertinggi  didapatkan  pada  3- 6% kapur dan 9-12% abu vulkanik. Berat isi kering pada  3-6%  kapur  lebih  tinggi  dibandingkan  3-6% abu  vulkanik,  sementara  untuk  campuran  9-12%, berat  isi  kering  tanah-abu  vulkanik  sedikit  lebih tinggi dari pada berat isi kering tanah-kapur.

## Gambar 11. Berat isi kering maksimum masing-masing campuran

## Hasil uji kuat tekan bebas
Nilai kuat tekan bebas ( q u ) diperoleh dari  hasil uji kuat tekan bebas ( unconfined compressive strength
20,5 20,6 20,7 20,8 20,9 21,0 21,1 21,2 21,3 0 3 6 9 12 15 In d ek p las ti si tas (% ) Kadar campuran (%) Abu vulkanik Kapur 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 20 24 28 32 36 B er at i si ke ri n g (gr /cm 3 ) Kadar air (%) 10 15 20 25 30 35 40 0 3 6 9 12 15 K ad ar ai r o p ti m u m (% ) Kadar campuran (%) Abu vulkanik Kapur 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 0 3 6 9 12 15 g d m ax (g r/ cm 3 ) Kadar campuran (%) Abu vulkanik Kapur
test ).  Hasil  uji  kuat  tekan  bebas  pada  tanah  tidak terganggu  diperlihatkan  pada  Gambar  12.  Tanah asli  atau  tidak  terganggu  menunjukkan  nilai  kuat tekan  bebas  sebesar  34  kPa.  Nilai  ini  didapatkan pada  tegangan  maksimum  yang  ditunjukkan  saat sampel  tanah  mengalami  keruntuhan.  Hasil pengujian  untuk  tanah  asli  memperlihatkan peningkatan tegangan secara perlahan dan cenderung  landau.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa tanah  yang  diuji  tergolong  sebagai  tanah  lunak dengan  nilai q u =  34  kPa  <  50  kPa  seperti  yang diuraikan pada Tabel 2. Nilai regangan maksimum didapatkan maksimum 15%.

## Gambar 12. Hasil uji kuat tekan bebas tanah asli
Hasil  uji  kuat  tekan  bebas  ditunjukkan  pada hubungan  tegangan  dan  regangan.  Gambar  13 memperlihatkan  hubungan  tegangan  dan  regangan pada  tanah  dengan  campuran  kapur.  Penambahan 3%  dan  6%  kapur  memperlihatkan  peningkatan tegangan  yang  cukup  tinggi,  namun  kuat  tekan bebas  yang dihasilkan pada 6% kapur  masih  lebih tinggi  daripada  3%  kapur.  Hasil  uji  untuk  9%  dan 12%  kapur  masih  cukup  tinggi  bila  dibandingkan dengan  hasil  uji  pada  tanah  asli  tanpa  campuran kapur. Peningkatan ini dipengaruhi oleh kepadatan tanah  yang  mengikuti  kepadatan  hasil  uji pemadatan dan akibat penambahan kapur.
Gambar 13. Tegangan – regangan tanah dengan kapur
Nilai  kuat  tekan  bebas  didapatkan  pada  tegangan maksimum  yang  diikuti  dengan  keruntuhan  tanah. Keruntuhan  tanah  terjadi  pada  regangan  di  antara 12-15%. Regangan maksimum didapatkan di bawah 18%. Nilai kuat tekan bebas tanah yang diperbaiki dengan kapur didapatkan sebesar 433 kPa, 469 kPa, 331 kPa, dan 265 kPa masing-masing untuk kadar kapur 3%, 6%, 9%, dan 12%.
Gambar  14  memperlihatkan  hubungan  tegangan dan regangan pada tanah yang distabilisasi dengan abu  vulkanik.  Berbeda  dengan  campuran  kapur pada  tanah,  untuk  tanah  dengan  abu  vulkanik menunjukkan  peningkatan  tegangan  pada  saat  6% dan 9% abu vulkanik, sedangkan untuk 3% dan 12% abu  vulkanik  masih  menunjukkan  nilai  tegangan yang lebih tinggi daripada tanah asli. Regangan saat terjadi keruntuhan  sangat bervariasi  antara 8-15%. Regangan  maksimum  didapatkan  lebih  kecil  dari 18%. Nilai kuat tekan bebas tanah yang diperbaiki dengan  abu  vulkanik  didapatkan  sebesar  160  kPa, 274  kPa,  299  kPa,  dan  214  kPa  masing-masing untuk kadar abu vulkanik 3%, 6%, 9%, dan 12%.

## Gambar 14. Tegangan – regangan tanah dengan abu vulkanik
Nilai kuat tekan  bebar terbaik untuk tanah dengan stabilisasi kapur didapatkan pada campuran 3% dan 6%,  sedangkan  untuk  tanah  dengan  campuran  abu vulkanik didapatkan pada penambahan 6% dan 9% abu  vulkanik.  Perbandingan  kedua  material stabilisasi  tanah  ini  dapat  dilihat  pada  hubungan tegangan  dan  regangan  yang  ditunjukkan  pada Gambar 15.
Tegangan  maksimum  pada  tanah  dengan  6% menunjukkan  nilai  tertinggi  dibandingkan  dengan campuran  lainnya.  Tanah  dengan  campuran  9% terlihat  sedikit  lebih  tinggi  dibandingkan  6%  dan 9%  abu  vulkanik.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa penggunaan  kapur  masih  memberikan  pengaruh yang lebih baik daripada abu vulkanik. Penggunaan 9% abu vulkanik mendekati sama dengan 9% kapur.
0 10 20 30 40 0 3 6 9 12 15 18 T ega n ga n ( kP a) Regangan (%) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 T ega n ga n ( kP a) Regangan (%) 3% kapur 6% kapur 9% kapur 12% kapur Tanah asli 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 T eg an g an (k Pa) Regangan (%) 3% abu vulkanik 6% abu vulkanik 9% abu vulkanik 12% abu vulkanik Tanah asli
Gambar 15. Perbandingan tanah - kapur dan tanah - abu vulkanik

## Pembahasan
Perbaikan  sifat-sifat  tanah  lempung  yang  diteliti dapat dilihat dari hasil uji Atterberg limit dan kuat tekan  bebas  pada  tanah  yang  dicampur  dengan kapur  maupun  dengan  abu  vulkanik.  Sifat-sifat yang  dimaksud  adalah  plastisitas  dan  konsistensi. Berdasarkan  hasil  uji  seperti  pada  Tabel  3,  tanah yang  diteliti  ini  tergolong  sebagai  tanah  lempung lunak dengan plastisitas tinggi. Penambahan kapur maupun  abu  vulkanik  dapat  memperbaiki  sifat plastisitas  lempung,  hal  ini  dapat  dilihat  dari penurunan  nilai  indeks  plastisitas  tanah  dengan bertambahnya  kadar  campuran  kapur  maupun  abu vulkanik Gambar 8. Hal ini terjadi karena tambahan abu vulkanik yang lebih kasar semakin mengurangi sifat  plastis  dari  tanah  lempung.  Selain  penurunan nilai  indeks  plastisitas  tanah,  penambahan  kapur dan  abu  vulkanik  juga  mempengaruhi  sifat konsistensi tanah lempung.

## Tabel 4. Konsistensi tanah lempung lunak dengan kapur
Campuran kapur (%) c u (kPa) Konsistensi 0 17 Lempung lunak 3 217 Lempung keras 6 234 Lempung keras 9 166 Lempung sangat kaku 12 132 Lempung sangat kaku
Tabel 4 memperlihatkan nila kuat tekan bebas (qu) pada  tanah  yang  distabilisasi  dengan  kapur. Penambahan  3-6%  kapur  sifat  konsistensi  tanah lempung  menjadi  lempung  keras,  karena  memiliki nilai q u di atas 400 kPa, tetapi kadar kapur 9-12% konsistensi  lempung  sedikit  menurun  menjadi sangat  kaku.  Nilai q u tertinggi  didapatkan  pada campuran  tanah  dengan  6%  kapur.  Tanah  asli berupa  lempung  lunak  berubah  menjadi  lempung keras  apabila  tanah  dicampur  dengan  6%  kapur. Nilai c u pada  campuran  12%  kapur  mengalami penurunan  dibandingkan  campuran  9%  kapur,  hal
ini dapat disebabkan tambahan kapur dalam jumlah besar  semakin  menambah  butiran  kasar  dan terserapnya air dari butiran lempung, sehingga sifat lekatan dari lempung semakin berkurang.
Perbaikan konsistensi tanah akibat penambahan abu vulkanik  diperlihatkan  pada  Tabel  5.  Penambahan 3%  abu  vulkanik  langsung  mengubah  konsistensi tanah  lempung  lunak  menjadi  lempung  kaku. Penambahan 6-12% abu vulkanik dapat mengubah konsistensi tanah lempung lunak menjadi lempung sangat  kaku.  Nilai q u tertinggi  pada  tanah  yang distabilisasi  dengan  abu  vulkanik  didapatkan sebesar 299 kPa untuk campuran 9% abu vulkanik dan konsistensi tanah menjadi sangat kaku.
Kapur jauh lebih baik dalam hal memperbaiki sifat konsistensi  tanah  lempung  dibandingkan  dengan abu  vulkanik.  Ini  dapat  terjadi  karena  kapur  lebih berbutir  kasar  daripada  abu  vulkanik,  tanah lempung yang lebih halus bila ditambahkan dengan butiran  yang  lebih  kasar  akan  berdampak  pada peningkatan kuat geser. Abu vulkanik terlihat dapat memperbaiki  sifat  lunak  menjadi  kaku  ke  sangat kaku tetapi tidak sampai ke  lempung keras seperti pada penambahan kapur. Hal  ini dapat dilihat dari peningkatan  nilai q u tanah  seiring  dengan bertambahnya  kadar  campuran  kapur  dan  abu vulkanik. Penambahan kapur menghasilkan nilai q u maksimal  pada  kadar  kapur  6%,  sedangkan  abu vulkanik  mencapai  nilai q u maksimal  pada  kadar abu vulkanik 9%. Dengan demikian, kedua material ini  lebih  baik  digunakan  sebagai  bahan  stabilisasi tanah pada penambahan di bawah 9%. Penggunaan 6%  kapur  memberikan  nilai  kuat  tekan  paling tinggi,  sedangkan  abu  vulkanik  diperlukan  9% untuk  menghasilkan  nilai  kuat  tekan  yang maksimum.

## Tabel 5. Konsistensi tanah lempung lunak dengan abu vulkanik
Campuran abu vulkanik (%) c u (kPa) Konsistensi 0 17 Lempung lunak 3 80 Lempung kaku 6 137 Lempung sangat kaku 9 149 Lempung sangat kaku 12 107 Lempung sangat kaku
Tanah Lunak - Stabilisasi b b b b/ 2 b/ 2 L b b H= 4B Pondasi telapak bujur sangkar Kolom D B Gambar 16. Aplikasi pada pondasi telapak
0 100 200 300 400 500 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 T ega n ga n ( kP a) Regangan (%) 6% kapur 6% abu vulkanik 9% abu vulkanik
9% kapur
Aplikasi  perbaikan  tanah  lunak  pada  tana  dasar pondasi  dapat  dilakukan  pada  pondasi  telapak. Penelitian  ini  diterapkan  pada  pondasi  telapak bentuk  bujur  sangkar  dengan  lebar  B  dan kedalaman  (D).  Ketebalan  tanah  stabilisasi direncanakan sampai pada kedalaman 4B. Penampang  melintang  pondasi  yang  direncakan dapat dilihat pada Gambar 16.
Daya  dukung  ultimit  ditentukan  menggunakan Persamaan  1.  Nilai  Nc  ditentukan  berdasarkan Gambar 6, dengan mengambil kurva pondasi bujur sangkar.  Nilai  kohesi  pada  kondisi  undrained  ( c u ) diambil  dari  Tabel  4  dan  Tabel  5.  Daya  dukung pondasi bujur sangkar pada tanah yang distabilisasi kapur  ditunjukkan  pada  Gambar  17.  Daya  dukung ultimit  pondasi  meningkat  signfikasi  pada  tanah yang  distabilisasi  kapur.  Peningkatan  tertinggi ditemukan pada penambahan 6% kapur. Penambahan  3%  kapur  terlihat  mendekati  daya dukung pondasi pada tanah stabilisasi 6% kapur.
Gambar 17. Daya dukung pondasi bujur sangkar pada tanah – kapur
Gambar 18. Daya dukung pondasi bujur sangkar pada tanah – abu vulkanik
Daya  dukung  pondasi  bujur  sangkar  pada  tanah yang  distabilisasi  abu  vulkanik  ditunjukkan  pada Gambar 18. Daya dukung ultimit pada tanah  yang distabilisasi  dengan  abu  vulkanik  memperlihatkan
peningkatan yang cukup baik pada penambahan 9% abu vulkanik.
Daya  dukung  ultimit  pondasi  pada  tanah  yang distabilisasi  kapur  terlihat  jauh  lebih  tinggi dibandingkan  daya  dukung  ultimit  pondasi  pada tanah yang distabilisasi abu vulkanik. Penambahan 6% kapur dapat meningkatkan daya dukung ultimit sebesar 13,7 kali daya dukung pondasi pada tanah lunak,  sedangkan  penambahan  6%  abu  vulkanik meningkatkan  daya  dukung  ultimit  sebesar  8  kali daya  dukung  pondasi  pada  tanah  lunak.  Daya dukung  ultimit  pondasi  pada  tanah  stabilisasi  6% kapur  lebih  tinggi  1,7  kali  daya  dukung  pondasi pada tanah stabilisasi 6% abu vulkanik.

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan,  maka  diambil beberapa  kesimpulan  sebagai  berikut:  Tanah  yang diteliti  digolongkan  sebagai  tanah  lempung  lunak, karena memiliki nilai kuat tekan bebas ( q u ) sebesar 34  kPa  dan  lebih  kecil  50  kPa.  Nilai  kuat  tekan bebas  tanah  dengan  campuran  kapur  masih  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  tanah  yang  dicampur abu vulkanik.
Tanah dengan campuran kapur  menghasilkan nilai q u sebesar 265-469 kPa, sedangkan q u tanah dengan abu vulkanik adalah 165-299 kPa. Kapur jauh lebih baik  dalam  hal  memperbaiki  sifat  konsistensi lempung  dibandingkan  dengan  abu  vulkanik. Campuran 6% kapur pada tanah dapat menghasilkan tanah  lempung keras, sementara 9% abu  vulkanik  hanya  mampu  mengubah  lempung lunak  menjadi  lempung  sangat  kaku.  Kuat  tekan bebas tanah didapatkan  meningkat signifikan pada penambahan 6% kapur dan 9% abu vulkanik.
Peningkatan nilai kuat tekan bebas tanah didapatkan dari  nilai  kuat  tekan  bebas  ( q u )  yang  semakin meningkat sampai 6% kapur atau 9% abu vulkanik. Penambahan  6%  kapur  dapat  meningkatkan  daya dukung pondasi telapak bujur sangkar sebesar 13,7 kali  daya  dukung  pondasi  pada  tanah  lunak, sedangkan  untuk  penambahan  9%  abu  vulkanik meningkatkan daya dukung ultimit sebesar 8,7 kali daya  dukung  pondasi  pada  tanah  lunak.  Daya dukung ultimit pondasi pada tanah stabilisasi kapur lebih  tinggi  dari  daya  dukung  pondasi  pada  tanah stabilisasi abu vulkanik.

## Ucapan Terima Kasih
Bersama  ini tim penulis  memberikan penghargaan dengan memberi ucapan terimakasih kepada pihak- pihak  yang  terlibat  dalam  penelitian,  terutama kepada  tim  peneliti  di  Laboratorium  Mekanika Tanah Universitas Simalungun.
0 500 1000 1500 2000 2500 0 1 2 3 4 5 Day a du ku n g ul ti m it ( kP a) D/B 3% kapur 6% kapur 9% kapur 12% kapur Tanah asli 0 500 1000 1500 2000 2500 0 1 2 3 4 5 Da y a dukun g ul ti m it ( kP a) D/B 3% abu vulkanik 6% abu vulkanik 9% abu vulkanik
12% abu vulkanik Tanah asli

## Daftar Pustaka
Adha, I. (2009). Pengaruh durabilitas terhadap daya dukung  stabilisasi  tanah  menggunakan  lempung plastisitas  rendah  dengan  kapur. Rekayasa:  Jurnal Ilmiah  Fakultas  Teknik  Universitas  Lampung , 13 (3), 239-246.
Dharmayasa,  I.  G.  N.  P.  (2014).  Analisis  Daya Dukung  Pondasi  Dangkal  pada  Tanah  Lunak  di Daerah  Dengan  Muka  Air  Tanah  Dangkal  (Studi Kasus  pada  Daerah  Suwung  Kauh). Paduraksa: Jurnal  Teknik Sipil  Universitas Warmadewa , 3 (2), 22-44.
Direktoral Jenderal Bina Marga. (2018). Spesifikasi Umum  untuk  Pekerjaan  Jalan  dan  Jembatan . Jakarta:  Kementerian  Pekerjaan  Umum  dan Perumahan Rakyat.
Fahriani, F., & Apriyanti, Y. (2017). Analisis daya dukung pondasi dangkal pada  tanah dengan  bahan stabilisasi sabut kelapa. Seminar Nasional Penelitian  Dan  Pengabdian  Pada  Masyarakat , 360–363.
Fauzi, L. A., & Ikhya, I. (2016). Analisis kapasitas daya  dukung  pondasi  dangkal  tipe  menerus pengaruh  kedalaman  tanah  keras. Reka  Racana Jurnal Online Institut Teknologi Nasional , 2 (2), 36– 46.
Hardiyatmo,  H.  C.  (2002). Mekanika  Tanah  I . Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Hardiyatmo, H. C. (2010). Stabilisasi Tanah untuk Perkerasan  Jalan .  Yogyakarta:  Gadjah  Mada University Press.
Hardiyatmo, H. C. (2011). Analisis dan Perancangan Fondasi I . Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Hardiyatmo,  H.  C.  (2014). Tanah  Ekspansif  - Permasalahan  dan  Penanganan .  Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Kazemian,  S.,  Huat,  B.  B.  K.,  Prasad,  A.,  & Barghchi, M. (2011). A state of art review of peat: geotechnical engineering perspective. International Journal of the Physical Sciences , 6 (8), 1974–1981.
Latif,  D.  O.,  Rifa’i,  A.,  &  Suryolelono,  K.  B. (2017).  Perbaikan  sifat  mekanis  tanah  lempung ekspansif menggunakan abu vulkanis sinabung dan kapur. Jurnal Saintis , 17 (1), 24–32.
Manoppo,  F.  J.  (2013).  Perilaku  tanah  expansif terhadap  daya  dukung. Jurnal  Ilmiah  Media
Engineering , 3 (2), 161–166.
Nasarani,  H.  W.,  Rifa’i,  A.,  &  Hardyatmo,  H.  C. (2019).  Pengaruh  penambahan  abu  vulkanik  pada tanah  lunak  terhadap  modulus  geser  maksimum berdasarkan pengujian triaksial U-U. Jurnal Tekno Global , 8 (1), 15–21.
Panduan  Geoteknik  4.  (2002). Timbunan  Jalan pada  Tanah  Lunak  -  Desain  dan  Konstruksi . Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah  - Pusat Litbang Prasarana Transportasi.
Sianturi, N. M., Kamarudin, M.  K. A., Wahab, N. A.,  &  Mohd  Saudi,  A.  S.  (2019).  The  hydraulic modelling  on  sediments  ponds  in  Binanga  Aron River,  North  Sumatera  Indonesia. International Journal  of  Recent  Technology  and  Engineering , 8 (2), 392–404.
Suaryana,  N.,  &  Fransisko,  S.  (2018).  Stabilisasi dua  tahap  menggunakan  kapur  dan  semen  untuk memperbaiki daya dukung tanah ekspansif. Jurnal Jalan-Jembatan , 35 (1), 31–39.
Sutikno,  &  Damianto,  B. (2009).  Stabilisasi  tanah ekspansif  dengan  penambahan  kapur  (lime): aplikasi  pada  pekerjaan  timbunan. Jurnal  Teknik Sipil Dan Perencanaan , 11 (2), 101–108. https://doi.org/10.15294/jtsp.v11i2.1718
Triputro,  F.  A.,  &  Rahayu,  T.  (2016).  Analisa pengaruh  abu  vulkanik  gunung  kelud  pada stabilisasi tanah lempung. Jurnal Konstruksia , 7 (2),
75–82. https://doi.org/https://doi.org/10.24853/ jk.7.2.%25p
Waruwu,  A.  (2013).  Korelasi  nilai  kuat  tekan  dan cbr  tanah  lempung  yang  distabilisasi  dengan  abu batu  dan  semen. Jurnal  Rancang  Sipil , 2 (1),  99–
108.
Waruwu,  A.,  Darmawandi,  A.,  Halawa,  T.,  & Muammar. (2022). Perbandingan abu vulkanik dan kapur  sebagai  material  stabilisasi  tanah  lempung. Jurnal Proyek Teknik Sipil , 5 (1), 8–15.
Waruwu, A., Gea, F., H, J. Y. A., W, E. M., & Zega, M.  (2022).  Pengaruh  model  perkuatan  bambu terhadap  nilai  CBR  tanah  lempung  lunak. Jurnal Aplikasi Teknik Sipil , 20 (2), 131–138.
Waruwu, A., Zega, O., Rano, D., Panjaitan, B. M. T.,  &  Harefa,  S.  (2021).  Kajian  nilai  california bearing  ratio  (CBR)  pada  tanah  lempung  lunak dengan  variasi  tebal  stabilisasi  menggunakan  abu vulkanik. Jurnal  Rekayasa  Sipil  (JRS-Unand) ,
17 (2), 116–130. https://doi.org/https://doi.org/ 10.25077/jrs.17.2.116-130.2021