## Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil
Available online at : http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jirs/ Terakreditasi SINTA Peringkat 5

## Pemanfaatan Limbah Penambangan Bukit Kapur Untuk Stabilisasi Tanah Lempung ( Clay )
1 Enita Suardi, 2 Zulfira Mirani, 3 Silvianengsih , 4 Oni Guspari, 5 Desmon Hamid 1,2,3,4,5 Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Padang
1 enitasuardi@yahoo.com , 2 raninawaf@gmail.com
3 silvianengsih@rocketmail.com, 4 oniguspari50@gmail.com, 5 dham1819@gmail.com

## Abstrack
Soil stabilization by adding new materials is one of the alternatives to soil repair that can improve the properties of the  soil,  namely  by  mixing  new  materials  and  soil  that  is  then  compacted.  Waste  left  over  limestone  hill mining,among others in the form of materials with various sizes of granules. This study aims to review the effect of the addition of limestone hill mining waste material on the density and value of the California Bearing Ratio (CBR) of clay soil. Tests conducted only on a laboratory scale with variations in the increase in limestone hill  mining waste levels are  0%, 5%, 10%, and 15% to the total weight of the mixture. Laboratory CBR testing is performed under optimum water content conditions. The results showed that the stabilization of soft soils using limestone hill mining waste, can increase the density and value of soil CBR. The most optimal level of use of limestone hill mining waste and which provides the highest CBR value is for the addition of  5%of limestone hill mining waste with a CBR value of 26.5%.
Keywords: Soil stabilization,  CBR Value, Limestone hill mining waste, clay soil

## Abstrak
Stabilisasi  tanah  dengan  menambahkan  material  baru  adalah  salah  satu  alternatif  perbaikan  tanah  yang  dapat memperbaiki sifat-sifat tanah, yaitu dengan cara mencampur material baru dan tanah yang kemudian dipadatkan. Limbah sisa penambangan bukit kapur, antara lain berupa material dengan berbagai ukuran butiran.  Penelitian ini bertujuan  meninjau  pengaruh  penambahan  material  limbah  penambangan  bukit  kapur  terhadap  kepadatan  dan nilai  California  Bearing  Ratio  (CBR)  tanah  lempung.  Pengujian  yang  dilakukan  pengujian  dilakukan  hanya  pada skala laboratorium dengan variasi penambahan kadar limbah penambangan bukit kapur adalah 0%, 5%, 10%, dan 15% terhadap berat total campuran. Pengujian CBR laboratorium dilakukan dalam kondisi kadar air optimum. Hasil penelitian  memperlihatkan  dengan  adanya  stabilisasi  tanah  lempung  menggunakan  limbah  penambangan  bukit kapur, dapat meningkatkan kepadatan dan nilai CBR tanah.  Kadar penggunaan limbah penambangan bukit kapur yang  paling  optimum  dan  yang  memberikan  nilai  CBR  tertinggi  adalah  untuk  penambahan    5%  limbah penambangan bukit kapur dengan nilai CBR 26,5%.
Kata kunci : Stabilisasi tanah, Nilai CBR,  Limbah penambangan bukit kapur, tanah lempung

## 1.  Pendahuluan
Setiap  usaha  stabilisasi  tanah  mempunyai pertimbangan  terhadap  faktor-faktor  waktu, biaya dan metode serta kemudahan pelaksanaan. Stabilisasi tanah bertujuan
meningkatkan  kekuatan  dan  daya  dukung tanah serta mengurangi penurunan. Stabilisasi tanah  dengan  menambahkan  material  baru adalah  salah  satu  alternatif  perbaikan  tanah, yaitu  dengan  mencampur  material  baru
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
tersebut dengan tanah yang sudah dihancurkan, kemudian dipadatkan.
Pada  penambangan  bukit  kapur    selain menghasilkan  semen,  juga  menghasilkan limbah yang melimpah  berupa  material limbah kapur  dengan  berbagai  ukuran  butiran,  yaitu berupa  material berbutir kasar maupun berbutir halus.  Salah  satu  limbah  yang  dihasilkan  oleh penambangan  bukit  kapur  ini,  memberikan peluang  alternatif  material  untuk  stabilisasi tanah lempung.
Tanah  lempung  merupakan  tanah  yang berukuran  mikroskopis  sampai  dengan  sub mikros  kopis  yang  berasal  dari  pelapukan unsur-unsur  kimiawi  penyusun  batuan.  Tanah Lempung merupakan jenis tanah berbutir halus yang  sangat  dipengaruhi  oleh  kadar  air  dan mempunyai  sifat  yang  cukup  rumit.  Tanah lempung  sangat  keras  dalam  keadaan  kering dan  bersifat  plastis  pada  kadar  air  sedang. Pada  kadar  air  lebih  tinggi,  lempung  besrsifat lengket  (kohesif)  dan  sangat  lunak  [13]. Penelitian terkait
stabilisasi
tanah
menggunakan  kapur  telah  dilakukan  oleh beberapa  peneliti.  Stabilisasi  dengan  semen cocok  untuk  tanah  yang  tidak  kohesif,  yaitu tanah  berpasir  atau  kerikil  yang  mengandung sedikit  tanah  berbutir  halus,  sedangkan  kapur dan pozzolan cocok  untuk  tanah  kohesif  [7].
Penelitian  stabilisasi  dengan  kapur  untuk memperbaiki  kualitas  tanah  di  desa    Jogoloyo Kabupaten  Demak  jalan  sering  mengalami kerusakan  dilakukan  pengujian  sifat  fisis  dan kuat dukung tanah campuran meliputi uji berat jenis, uji Atterberg limits, uji analisa saringan, uji hydrometer,  uji  standard  Proctor,  uji  CBR dengan  perawatan  dan  perendaman  4  hari. Pada Nilai CBR tanah asli didapat sebesar 2.3
%  kemudian  mengalami  peningkatan  dengan penambahan  kapur  4%,  8%  dan  12%, berurutan sebesar 4.43%, 11.57% dan 10.6%. Nilai CBR yang terbesar terjadi pada penambahan  kapur  8%  [2].  Syawali  Himawan Simbolon  [8],  telah  melakukan  penelitian Stabilisasi  Tanah  Lempung  Menggunakan Gypsum,  Kapur  (  CaO  )  dan  Semen  Ditinjau dari  Nilai CBR ( California Bearing Ratio ). Nilai CBR  pada  tanah  asli  sebesar  7,01%  untuk pengujian  CBR  tidak  terendam  ( unsoaked ).
Nilai  paling  maksimum  dari  masing  masing variasi  campuran  dengan  pemeraman  14  hari adalah pada penambahan semen 10% sebesar 10,15%, pada penambahan kapur 10% sebesar 9,78%,  pada  penambahan  gypsum  10% sebesar  9,05%,  untuk  seluruhnya  waktu pemeraman  14 hari dan untuk pengujian CBR terendam (soaked) nilai  paling maksimum dari masing  masing  variasi  campuran  adalah  pada penambahan semen 4% sebesar 5,52%, pada penambahan kapur 4% sebesar 5,26%.

## 2.  Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan terhadap tanah terganggu yang diambil di daerah Limau Manis Padang,  yang  merupakan  tanah  lempung ( Clay ).  Limbah  penambangan  bukit  kapur diambil  dari  lokasi  penambangan  bukit  kapur Indarung  Padang.  Pengujian  dilakukan  di Laboratorium Pengujian Tanah Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang.

## 2.1. Pengujian Sifat Fisis Tanah
Pengujin  sifat  fisik  tanah  dilakukan pada tanah tanpa  campuran  limbah  penambangan  bukit kapur dan berpedoman pada ASTM. Pengujian sifat fisik tanah yang dilakukan meliputi :
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
- Berat Jenis  (ASTM D 854-83)
- Konsistensi Tanah ( Atterberg Limit ) (ASTM D4318-84)
Pengujian Atterberg  Limit yang    dilakukan adalah  pengujian  batas  cair  dan  batas plastik  untuk  menentukan  nilai  Indeks Plastisitas tanah.

## 2.2. Pengujian Pemadatan
Pengujian pemadatan dilakukan sesuai dengan yang disyaratkan ASTM D-689 untuk pengujian pemadatan
metode
Modified Proctor .
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  memperoleh berat  isi  kering maksimum  dan  kadar  air optimum yang digunakan sebagai acuan untuk melakukan pengujian CBR laboratorium.  Untuk mendapatkan  kadar  air  optimum  diperlukan pengujian laboratorium yang dilakukan dengan beberapa  sampel  dengan  kadar  air  yang berbeda.  Pada  uji Modified  Proctor ,  tanah dipadatkan  dalam  sebuah  cetakan  silinder bervolume  1/13,33  ft 3 (  =  2124,3  cm 3 )  dan diameter  cetakan  6  inci  (  15,24  cm).  Sebelum dipadatkan  benda  uji  terlebih  dahulu  diperam tertutup  selama  24  jam,  agar  air  meresap merata  pada  campuran  dan  diperam  tertutup supaya  kadar  air  tidak  berubah.  Benda  uji dipadatkan dengan cara ditumbuk menggunakan  hammer  dengan  berat  4,5 kg.sebanyak 5 lapis dan 56 kali per lapis.

## 2.3.  Pengujian  California  Bearing  Ratio (CBR)
Pengujian  dilakukan  sesuai  dengan  yang disyaratkan  ASTM  D  1883-87,  yang  dilakukan untuk mengetahui kekuatan, daya dukung tanah terutama  pada  konstruksi  jalan  raya  atau perkerasan jalan. Pengujian CBR pada
penelitian ini dilakukan pada tanah yang belum dicampur  limbah  penambangan  bukit  kapur maupun yang telah dicampur limbah penambangan bukit kapur. Pengujian dilakukan menggunakan  contoh  tanah  dalam  kondisi kadar air optimum yang diperoleh dari pengujian pemadatan  yang  telah  dilakukan  sebelumnya. Alat-alat yang digunakan hampir sama dengan alat-alat  percobaan  pemadatan.  Selanjutnya, dengan  menggunakan  dongkrak  mekanis sebuah piston penetrasi ditekan supaya masuk kedalam sampel tanah dengan kecepatan tetap = 1,25 mm/menit dengan beban awal 0,05 KN

## 2.4. Jumlah Benda Uji
Untuk  melaksanakan  stabilisasi  tanah  maka harus dibuat formula campuran terlebih dahulu. Pencampuran dilakukan berdasarkan perbandingan  berat.  Adapun  kadar  limbah penambangan  bukit  kapur  yang  digunakan dalam campuran, yang juga merupakan variabel penelitian  adalah 5%, 10% dan 15% dari berat tanah  kering.  Untuk  mendapatkan  kepadatan maksimum,  dilakukan  penambahan  air  sampai mencapai kadar air  optimum. Campuran tanah dan limbah penambangan bukit kapur dipadatkan sesuai dengan ketentuan pengujian pemadatan.  Sebelum  dipadatkan  tadi  terlebih dahulu diperam tertutup selama 24 jam, agar air meresap  merata  pada  campuran  dan  diperam tertutup supaya kadar air tidak berubah. Jumlah benda uji dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1.  Jumlah Benda Uji
Kadar Limbah Penambangan Bukit Kapur (% )
Jumlah Benda Uji
Pemadatan CBR 0 6 3 5 4 3
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
10 4 3 15 4 3 Total Sampel 30

## 3.  Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Pengujian Sifat Fisis Tanah
Pengujian sifat fisik tanah yaitu pengujian berat jenis  dan  konsistensi  tanah  diperoleh  hasil seperti terdapat pada tabel 2.

## Tabel 2. Hasil Pengujian Sifat Fisis Tanah
Pengujian Hasil Pengujian Berat Jenis 2,6 Batas Cair (%) 46,7 Batas Plastik (%) 30,4 Sumber : Analisis data
Berdasarkan nilai batas cair  45,6% dan batas plastic  30,4%  diperoleh  nilai  Indeks  Plastisitas 15,2%.  Dari  hasil  pengujian  berat  jenis, diperoleh nilai berat jenis tanah lempung Limau Manis  sama  dengan  2,60.    Berdasarkan  nilai berat jenis, maka tanah  lempung Limau Manis termasuk tanah lempung oranik ( berat jenis = 2,58 – 2,65 )

## 3.2. Pengujian Pemadatan
Pengujian  pemadatan  ini  bertujuan  untuk mendapatkan  nilai  kepadatan  yaitu  nilai  kadar air  optimum  (OMC)  dan  berat  isi  kering maksimum  dari  tanah  untuk  setiap  campuran sesuai variabel penelitian.
Hasil  pengujian  pemadatan  untuk  masing- masing  campuran  sesuai  variabel  penelitian
dijadikan  acuan  membuat  campuran  untuk pengujian CBR, yaitu :
-    Kadar  air  yang  digunakan  untuk  membuat campuran benda uji pengujian CBR  adalah kadar air optimum hasil pengujian pemadatan
-    Nilai  CBR  yang  diambil  adalah  nilai  CBR pada kondisi 95% berat isi kering maksimum hasil pengujian pemadatan
Dari  hasil  pengujian  pemadatan,  dapat  dilihat hubungan  persentase  penggunaan  limbah penambangan  bukit  kapur  dengan  kadar  air optimum  dan  berat  isi  kering  maksimum campuran seperti pada tabel 3

## Tabel 3. Hasil Pengujian Pemadatan
Kadar limbah penambangan bukit kapur ( % ) Kadar air optimum ( % ) Berat isi kering maksimum ( gram/cm 3 ) 0 28 1,46 5 24 1,48 10 25 1,51 15 24 1,53 Sumber : Analisis data
Dari tabel 3. terlihat nilai berat isi kering terkecil adalah  untuk  tanah  tanpa  campuran.  Dengan adanya  penggunaan  limbah  penambangan bukit  kapur  untuk  stabilisasi  tanah  lempung, berpengaruh pada kepadatan tanah. Nilai berat isi kering maksimum tanah semakin naik seiring bertambahnya penggunaan limbah penambangan bukit kapur sampai penggunaan limbah  penambangan  bukit  kapur  yang maksimal.  Hubungan  nilai  kepadatan  dengan kadar penggunaan limbah penambangan bukit kapur dapat dilihat pada gambar 2.
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
Gambar 1. Grafik Hasil Pengujian Pemadatan Sumber : Analisis data
Dari  gambar  1  juga  terlihat  dengan  adanya penggunaan limbah penambangan bukit kapur untuk  stabilisasi  tanah  lempung,  mengurangi kadar air optimum dari 27% untuk tanah tanpa campuran  menjadi  24%  untuk  tanah  yang dicampur  15%  limbah  penambangan  bukit kapur.  Hal  ini  terjadi  karena  campuran  limbah penambangan  bukit  kapur  mengisi  rongga tanah  yang  mengakibatkan  penurunan  kadar air.
Gambar 2. Grafik Hubungan Kadar Limbah Penambangan
Bukit Kapur Vs Kepadatan

## Sumber : Analisis Data
Dari  gambar  2  terlihat,  dengan  penggunaan limbah  penambangan  bukit  kapur  untuk stabilisasi  tanah  lempung  dapat  meningkatkan kepadatan tanah. Semakin banyak penggunaan limbah penambangan bukit kapur, semakin tinggi nilai berat isi kering tanah. Dari
pengujian  pemadatan,  kadar  penggunaan limbah  penambangan  bukit  kapur  yang  paling optimum belum didapat, karena nilai kepadatan terus meningkat seiring bertambahnya penggunaan limbah penambangan bukit kapur sampai  penggunaan  maksimal.  Diperlukan penelitian  lanjutan  yang  kadar  penggunaan limbah  penambangan  bukit  kapur  lebih  besar dari 15%

## 3.3 Pengujian CBR
Pengujian CBR ini bertujuan untuk mendapatkan nilai CBR laboratorium dari tanah tanpa campuran dan dengan campuran limbah penambangan  bukit  kapur  pada  kondisi  95% kepadatan maksimum .
Gambar 3 merupakan grafik CBR untuk tanah tanpa  campuran.  Dari  gambar  diperoleh  untuk kondisi 95% kepadatan nilai  CBR tanah 17,6%. Gambar  4,  gambar  5  dan  gambar  6  berturut- turut  merupakan  grafik  CBR  untuk    tanah dengan  campuran  5%,  10%  dan  15%  limbah penambangan bukit kapur.
1,42 1,44 1,46 1,48 1,5 1,52 1,54 0 5 10 15 1,30 1,32 1,34 1,36 1,38 1,40 1,42 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,54 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 B e ra t isi K e ring ( g r/cm 3 ) Kadar Air ( % )
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
Gambar 3. Grafik CBR Tanah Tanpa Campuran Sumber : Analisis Data
Gambar 4 Grafik CBR Campuran 5%
Sumber : Analisis Data
Gambar 5. Grafik CBR Campuran 10% Sumber : Analisis Data
Gambar 6. Grafik CBR Campuran 15%
Sumber : Analisis Data
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
Dari  gambar  3  sampai  dengan  gambar  6, diperoleh  nilai  CBR  tanah  untuk  kondisi  95% kepadatan  maksimum  seperti  tercantum  pada table 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian CBR Kadar Limbah Penambangan
Bukit Kapur
( % )
CBR 95%
( % )
0 17,6
5 26,5 10 25,5 15 22 Sumber : Analisis Data
Dari table 3. terlihat nilai CBR tanah yang sudah distabilisasi dengan limbah penambangan bukit kapur  lebih  tinggi  dari  nilai  CBR  tanah  tanpa stabilisasi  dengan  limbah  penambangan  bukit kapur.  Hubungan  kadar  penggunaan  limbah penambangan  bukit  kapur  dengan  nilai  CBR dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 7. Kadar Limbah Vs Nilai CBR

## Sumber : Analisis data
Dari  gambar  7  terlihat  nilai  CBR  untuk  kadar penggunaan limbah penambangan bukit kapur 5%  lebih  tinggi  dibandingkan  nilai  CBR  tanpa penggunaan limbah penambangan kapur. Nilai CBR untuk kadar penggunaan limbah penambangan bukit kapur 10% dan 15% lebih
rendah  dibandingkan  nilai  CBR  yang  kadar limbah  kapur  5%.  Tapi  nilai  CBR  untuk  kadar limbah  kapur  10%  dan  15%,  lebih  tinggi dibandingkan  dari  nilai  CBR  tanah  tanpa campuran. Hal ini disebabkan limbah penambangan  bukit  kapur  bereaksi  dengan mineral  lempung  dalam  tanah,  atau  dengan butiran  halus  yang  lain  (komponen pozzolanik seperti silica hydrous ), untuk membentuk ikatan antar  air  dan  gel  yang  tidak  dapat  larut  dari kalsium  silikat,  yang  mengikat  partikel-partikel tanah.
Penggunaan    5%  limbah  penambangan  bukit kapur adalah kadar yang paling optimum untuk meningkatkan nilai CBR tanah,.

## 4.  Kesimpulan
Penggunaan limbah penambangan bukit kapur sebagai stabilisasi tanah lempung Limau Manis Padang,  dapat  meningkatkan  kepadatan  dan nilai CBR tanah.
Penggunaan limbah penambangan bukit kapur yang  paling  optimum,  yang  memberikan  nilai CBR  tertinggi  adalah  untuk  kadar  5%  dengan nilai CBR 26,5%.

## Ucapan Terimakasih
Terimakasih  kepada  Politeknik  Negeri  Padang yang  telah  menganggarkan  dana  Penelitian Terapan Unggulan Perguruan Tinggi  (Program Studi) sehingga penelitian ini dapat terselesaikan dengan baik.

## Daftar Rujukan
[1] Bowless  .  e,  (  1978  ),  “ Engineering Properties Of Soil And Their Measure “, Mc Graw-Hill International Student Edition 2 nd .
15 18 21 24 27 30 0 5 10 15 20 CBR (% ) Kadar Limbah Penambangan Bukit Kapur
Enita Suardi 1 , Zulfira Mirani 2 , Silvianengsih 3 , Oni Guspari 4 , Desmon Hamid 5
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol.18 No.2 Edisi Oktober 2021
[2] Egi Inantri, (2017), Pengaruh Stabilisasi  Tanah  Dengan  Kapur  Dan Semen Terhadap Daya Dukung Tanah Akibat Percepatan Waktu (Studi Kasus Desa Jogoloyo Kecamatan Wonosalam Kabupaten Demak), Corpus  ID  :  155992935,  Published 2017 [3]  Enita , Yelvi, (2008), Perbaikan Lapisan
Tanah Dasar Perkerasan Jalan Sijunjung  Menggunakan  Soil  Semen , UPT Penelitian Politeknik Negeri Padang, Padang.
[4]  Enita , (2013), Kajian  Penggunaan Material  Pasir  Sumpur  Kudus  Untuk Meningkatkan Kinerja Lapisan Pondasi Atas  Agregat  Kelas  A ,  UPT  Penelitian Politeknik Negeri Padang, Padang.
[5]  Fitridawati,  (2017), Stabilisasi  Tanah Dengan  Variasi  Penambahan  Kapur Dan  Waktu  Pemeraman, Prosiding
Konferensi  Nasional  Teknik  Sipil  dan Perencanaan  (KN- TSP)  2017  “Inovasi Teknologi  Smart  Building  dan  Green Construction untuk Pembangunan
yang  Berkelanjutan”, Pekanbaru,  9 Februari 2017. ISBN 978-602-61059-0- 5
[6]  Hary  Cristady  H, Mekanika  Tanah  1 , Edisi  ke  tujuh,  (2017  ),  Gadjah  Mada University Press
[7]  Soedarmo,  G.  D.  &  Purnomo,  S.  J.  E. 1997. Mekanika Tanah I. Yogyakarta : Kanisius.
[8]  Syawali  Himawan  Simbolon,  (2017),
Stabilisasi Tanah Lempung Menggunakan  Gypsum,  Kapur  (CaO) dan  Semen  Ditinjau  dari  Nilai  CBR
(California Bearing Ratio), Tersedia di : https://repositori.usu.ac.id/handle/1234 56789/10090
[9]  Standar  Nasional  Indonesia    (2000), Spesifikasi Agregat Lapis Pondasi Bawah, Lapis Pondasi Atas dan Lapis Permukaan, SNI  No. : 03-6388-2000
[10] Standar Nasional Indonesia  (1989), Metoda Pengujian CBR Laboratorium, SNI  No. : 03- 1744-1989
[11] Standar Nasional Indonesia  (1989), Metoda Pengujian  Kepadatan  Berat  Untuk  Tanah, SNI  No. : 03-1743-1989
[12] Soedarmo, G. D. & Purnomo, S. J. E. 1997. Mekanika Tanah I. Yogyakarta : Kanisius.
[13]  Das,  Braja  M.  2006,” Principles  of Geotechnical Engineering 7rd ”. USA: PWS Publishers