Perbaikan Kuat Geser Pasir Bergradasi Buruk dengan Penambahan Abu Cangkang Sawit
Yusti Yudiawati 1* , Muhammad Syawaluddin 2
1,2 Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Banjarmasin, Indonesia * Koresponden email : y.yudiawati72@gmail.com
Diterima: 10 Februari 2023 Disetujui: 22 Februari 2023

## Abstract
Based  soil  that  does  not  meet  technical  requirements  is  a  problem  for  construction  executant  in  South Kalimantan.  One  of  them  is  loose  sand  soil.  Stabilization  is  carried  out  to  improve  the  physical  and mechanical properties of loose sand using palm shell ash waste. Sand samples were released from Bangkal village,  Cempaka  District,  Banjarbaru.  The  study  was  conducted  by  adding  palm  shell  ash  to  mixed variations of 0%, 5%, 10%, and 15%, to the weight of soil samples. And carried out physical and mechanical tests of the soil in the original condition and which was given a mixture of palm shell ash. The test resulted degradation in the specific gravity of the soil from 2.61 to 2.59 in 5% mixture, 2.58 in 10% mixture, and 2.56 in 15% mixture, the optimum moisture content from 15.46% to 2.08%, and the cohesion value from 0.107 kg/cm2 to 0.042 kg/cm2. It results an increase in dry fill weight from 1.47 gr/cm3 to 1.55 gr/cm3 and a shear angle value in the soil from 35.79° to 45.06°. The mixture of 15% is the optimal addition of palm shell ash that increases the shear strength of the soil.
Keywords : soil stabilization, palm shell ash, dry fill weight, shear angle in soil, cohesion

## Abstrak
Tanah  dasar  yang  tidak  memenuhi  persyaratan  teknis  menjadi  persoalan  para  pelaku  konstruksi  di Kalimantan Selatan. Salah satunya tanah pasir lepas ( loose ). Stabilisasi dilakukan untuk memperbaiki sifat fisis  dan  mekanis  pasir  lepas  menggunakan  limbah  abu  cangkang  sawit.  Sampel  pasir  lepas  dari  desa Bangkal, Kec. Cempaka, Banjarbaru. Penelitian dilakukan dengan memberikan penambahan abu cangkang sawit variasi campuran 0%, 5%, 10%, dan 15%, terhadap berat sampel tanah. Dan dilakukan uji fisis dan mekanis  tanah  dalam  kondisi  asli  dan  yang  diberikan  campuran  abu  cangkang  sawit.  Hasil  pengujian mengakibatkan penurunan pada berat jenis tanah dari 2,61 ke 2,59 pada campuran 5%, 2,58 pada campuran 10%, dan 2,56 pada campuran 15%, kadar air optimum dari 15,46% turun ke 2,08%, dan nilai kohesi dari 0,107  kg/cm 2 menjadi  0,042  kg/cm 2 .  Dan  memberikan  peningkatan  pada  berat  volume  kering  dari  1,47 gr/cm 3 menjadi 1,55 gr/cm 3 dan nilai sudut geser dalam tanah dari 35,79° menjadi 45,06°. Penambahan abu cangkang sawit yang optimal meningkatkan kuat geser tanah adalah campuran 15%.
Kata Kunci : stabilisasi tanah, abu cangkang sawit, berat isi kering, sudut geser dalam tanah, kohesi

## 1. Pendahuluan
Dalam bidang konstruksi,  baik konstruksi bangunan maupun jalan  tanah merupakan media paling baik yang berfungsi untuk meneruskan gaya – gaya yang bekerja diatasnya. Konstruksi jalan memerlukan tanah dasar yang baik agar bagian-bagian perkerasan jalan dapat diletakkan di atas tanah dasar tersebut [1]. Di beberapa daerah di Indonesia khususnya daerah Kalimantan Selatan banyak terdapat tanah dasar yang tidak memenuhi persyaratan teknis. Salah satunya adalah tanah pasir dalam kondisi lepas ( loose ). Hal ini menjadi bagian dari persoalan yang dihadapi perencana dan pelaksana pembangunan perkerasan jalan.
Permasalahan tanah yang tidak memenuhi spesifikasi secara teknis tersebut dapat diselesaikan salah satunya  dengan  mengganti  tanah  dasar  tersebut  dengan  tanah  yang  kualitasnya  lebih  baik,  tetapi  hal  ini seringkali  membutuhkan  biaya  lebih  besar.  Untuk  menekan  biaya  penggantian  tanah  dasar  dilakukan dengan cara mengubah sifat-sifat fisik tanahnya atau dikenal dengan istilah stabilisasi tanah yang bertujuan meningkatkan daya dukung tanah dengan peningkatan sifat mekanis tanah seperti kohesi, sudut geser dalam dan kepadatan tanah [2][3]. Salah satu pengujian mekanis yang dilakukan adalah Direct Shear Test yang bertujuan  untuk  mengetahui  bidang  dan  sudut  geser  tanah  pada  saat  runtuh  ( failure ).  Campuran  bahan stabilisasi yang digunakan antara lain: kapur, semen, fly ash , bubuk batu merah, abu ampas tebu, abu sekam padi, dan bahan kimia lainnya [4][5].
Limbah abu kelapa sawit memiliki sifat pozzolanic , yang dapat bermanfaat pada proses stabilisasi tanah, karena dapat meningkatkan daya ikat antar partikel tanah yang distabilisasi. Limbah abu kelapa sawit
Pengambilan Sampel Uji Saringan Sample Tanah Pasir Mulai
merupakan sisa hasil pembakaran kelapa sawit dalam tungku pembakaran. Limbah abu kelapa sawit hasil setiap tungku pembakaran cukup banyak sekitar 12-14 ton perhari sehingga ketersediaanya cukup untuk digunakan sebagai bahan tambah dalam penelitian ini [6][7].
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  memberikan  penambahan  abu  cangkang  sawit  dengan  presentasi variasi  campuran  5%,  10%,  dan  15%,  terhadap  berat  sampel  tanah.  Pengujian  yang  dilakukan  adalah pengujian  kadar  air,  berat  volume,  berat  jenis,  analisa  saringan,  hydrometer,  uji  proctor  standard (compaction  standart  test),  sudut  geser  langsung  (direct  sheer  test) . selanjutnya  untuk  tanah  yang  telah distabilisasi dengan campuran abu cangkang sawit dilakukan pengujian berat jenis, uji proctor standard (compaction standart test) dan sudut geser langsung (direct sheer test).

## 2. Metode Penelitian
Diagram  alir  penelitian  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  1 untuk  sampel  tanah  pasir  bergradasi buruk diambil dari desa Bangkal, Kec. Cempaka, Banjarbaru, dan abu cangkang sawit dari PT. Subur Agro Makmur  (SAM).  Selanjutnya  pelaksanaan  penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Geoteknik  PT.  Tiyasa Total Rekayasa, Kota Banjarbaru.
Pengujian Fisis dan Mekanis Tanah
1. Kadar air, perbandingan antara massa air dengan massa tanah kering [8].
2. Berat Isi, perbandingan antara berat tanah dan isi tanah [9].
3. Berat jenis, merupakan massa tanah per satuan tanah kering [10].
4. Analisa Saringan, penentuan persentase ukuran butiran agregat lolos saringan [11].
5. Hidrometer [12]
6. Pengujian Pemadatan [13]
7. Sudut Geser Langsung ( Direct Shear Test ) [14]

## Variasi campuran dan Pembuatan benda uji
Dibuat 4 (empat) variasi campuran dengan  rencana tambahan abu cangkang sawit   0%, 5%, 10%, dan 15%. Pencampuran dilakukan pada sampel kondisi kadar air optimum (OMC) Standard  Proctor [13] yang diperoleh dari contoh tanah pasir bergradasi buruk. Jumlah penambahannya berdasarkan presentase perbandingan  berat  butir  abu  cangkang  sawit  dengan  tanah  pasir  [6].  Sebagai  contoh  jika  sampel  tanah seberat 1000 gram pada penambahan 5% Abu Cangkang Sawit (ABS) diperlukan sebanyak 50 gram ABS.
Pengujian Kadar Air, Berat Volume, Berat Jenis, Analisa Saringan, Hydrometer
Uji Pemadatan (γ d , W opt ) Uji Kuat Geser Tanah Pasir Bergradasi Buruk + Abu Cangkang Sawit (5%, 10%, dan 15%) Tanah Pasir Asli Bergradasi Buruk Kesimpulan Pembahasan Analisa Hasil Uji
3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Hasil Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Tanah Pasir Asli
Pada Tabel  1 didapatkan  Koefisien  Keseragaman  (Cu)  <6  yang  seharusnya  ≥6,  dan  Koefisien Kelengkungan (Cc) >3 yang seharusnya 1≤ Cc ≤3. Hasil pengujian menunjukkan bahwa tanah pasir yang di pakai adalah tanah pasir bergradasi buruk [15]. Dari data hasil pengujian seperti diperlihatkan Gambar 2 , hasil gradasi ukuran butir tanah pasir asli yang belum dicampur dengan bahan campuran menunjukkan tanah dalam keadaan yang buruk.
Tabel 1 . Hasil pengujian sifat fisis dan mekanis tanah pasir asli
No. Jenis Test Hasil A. Hasil Uji Fisis 1. Natural Water Content ω (%) 6.5 2. Unit Weight g (gr/cm 3 ) 1.68 3. Specific Gravity Gs 2.61 4. Gradation by Sieve Analysis (% Passing) : # 4 4.75 mm 99.95 # 8 2.36 mm 99.81 # 10 2 mm 99.51 # 40 0.425 mm 88.94 #100 0.15 mm 15.74 # 200 0.075 mm 0.22 5. Soil Proportion by Gradation Curves (%) Gravel 0 Sand 89.5 Silt 8.5 Clay 2 D10 0.36 D30 0.28 D60 0.07 Cu 5.14 Cc 3.11 B. Hasil Uji Mekanis 1. Compaction Test Unit Weight Dry Maximum g dry(maks) (gr/cm 3 ) 1.474 Water Content Optimum ω (opt) (%) 15.76 2. Direct Shear Cohesion c (kg/cm 2 ) 0.107 Internal Friction Angle f (˚) 35.8
Gambar 2 . Hasil distribusi ukuran butiran tanah pasir (asli)

## 3.2. Hasil Pengujian Sifat Fisis Dengan Penambahan Abu Boiler Berat Jenis
Pengujian  dilakukan  di  Laboratorium  Geoteknik  PT.  Tiyasa  Total  Rekayasa,  Banjarbaru.  Berikut hasil pengujian ( Tabel 2 ):
Tabel 2. Hasil uji berat jenis tanah pasir asli No. Abu Cangkang Sawit (%) Berat Jenis 1. 0 2.61 2. 5 2.59 3. 10 2.58 4. 15 2.56
Gambar 2. Hasil uji berat jenis tanah pasir asli dan penambahan abu cangkang sawit
Hasil yang ditunjukkan Tabel 2 , bahwa dengan  penambahan  abu  cangkang sawit hasil berat jenis mengalami penurunan di setiap persennya. Pada tanah pasir asli, berat jenis yang dihasilkan adalah 2,61. Pada penambahan 5% abu cangkang sawit menjadi 2,59. 10% abu cangkang sawit menjadi 2,58 dan 15% abu cangkang sawit menjadi 2,56.

## 3.3. Hasil Pengujian Sifat Mekanis Dengan Penambahan Abu Cangkang Sawit Hasil Uji Pemadatan
Dari  hasil  pengujian  pemadatan  menggunakan  standar  proctor  dapat  di  lihat  pada Tabel  3 dan Gambar 3.
Tabel 3. Hasil uji pemadatan terhadap penambahan abu cangkang sawit No. Abu Cangkang Sawit (%) W optimum (%) γ Dmaks (gr/m3) 1. 0 15.46 1.47 2. 5 10.31 1.50 3. 10 9.14 1.53 4. 15 2.08 1.55
Gambar 3. Hasil kadar air optimum pada uji pemadatan tanah pasir asli dan penambahan abu cangkang sawit
Gambar 4. Hasil berat isi kering pada uji pemadatan tanah pasir asli dan penambahan abu cangkang sawit
Pengujian compaction dilakukan  untuk  menentukan  kepadatan  tanah  maksimum  dan  kadar  air maksimum  yang  akan  digunakan  pada  uji  geser  tanah,  hasil  uji compaction dapat  dilihat  pada Tabel  3 bahwa dengan penambahan abu cangkang sawit kepadatan tanah kering mengalami peningkatan dari 1,47 gr/cm 3 menjadi 1,55 gr/cm 3 . Sedangkan kadar air mengalami penurunan dari 15,46 % menjadi 2,08 %.

## Hasil Uji Kuat Geser Tanah
Dari  pengujian  di  laboratorium  dilakukan  pengujian  kuat  geser  tanah  pasir  asli  dan  tanah  pasir penambahan  abu  cangkang  sawit  pada  sample  tanah  pemadatan.  Setelah  dilakukan  uji  pemadatan selanjutnya sample tersebut di uji lagi dengan pengujian direct shear test untuk mendapatkan nilai kohesi, dan sudut geser. Hasil pengujian kuat geser pada sample pemadatan adalah Tabel 4.
Tabel 4. Hasil uji kuat geser terhadap penambahan abu cangkang sawit
No. Abu Cangkang Sawit (%) Kohesi (kg/cm3) Sudut Geser (°) 1. 0 0.107 35.79 2. 5 0.089 40.61 3. 10 0.068 41.12 4. 15 0.042 45.06
Gambar 5 . Hasil kohesi pada uji kuat geser tanah pasir asli dan penambahan abu cangkang sawit
Gambar 6. Hasil sudut geser pada uji kuat geser tanah pasir asli dan penambahan abu cangkang sawit
Pengujian  kuat  geser  tanah  dilakukan  untuk  melihat  nilai  kohesi  dan  sudut  geser,  dari  hasil  uji tersebut dapat dilihat pada Tabel 4 bahwa dengan penambahan abu cangkang sawit, nilai kohesi mengalami penurunan  dari  0,107  kg/cm 2 menjadi  0,042  kg/cm 2 .  Sedangkan  untuk  nilai  sudut  geser  mengalami peningkatan dari 35,79 ° menjadi 45,06 °.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  sampel  tanah  pasir  dari  desa  Bangkal, kecamatan Cempaka, Banjarbaru tergolong tanah pasir bergradasi buruk dengan Koefisien Keseragaman (Cu)  <  6  dan  Koefisien  Kelengkungan  (Cc)  >  3.  Penambahan  abu  cangkang  sawit  mengakibatkan penurunan berat jenis tanah dari 2,61 dengan penambahan 5% abu cangkang sawit menjadi 2,59 kemudian 10%  abu  cangkang  sawit  menjadi  2,58  dan  15%  abu  cangkang  sawit  menjadi  2,56.  Penambahan  abu cangkang  sawit  memberikan peningkatan  berat  isi  kering  ( γ Dmaks )  dari  1,47 gr/cm3  menjadi  1,55  gr/cm3 dan  nilai  sudut  geser  dalam  tanah  dari  35,79°  menjadi  45,06°.  Penambahan  abu  cangkang  sawit mengakibatkan menurunnya kadar air optimum (W optimum ) dari 15,46 % menjadi 2,08%. Nilai kohesi dari 0,107 kg/cm 2 menjadi  0,042 kg/cm 2 . Penambahan  abu  cangkang  sawit  yang  optimal  meningkatkan kuat geser tanah adalah sebesar 15%.
5. Saran
Dari penelitian yang telah dilaksanakan perlu adanya pengujian lanjutan dengan sampel tanah pasir dengan  kondisi  tidak  terganggu (undisturbed) Saat  membawa  sampel  harus  dalam  kondisi  benar-benar
tertutup  agar  tidak  bertambah  dan  berkurangnya  kadar  air  tanah.  Perlu  adanya  pengujian  dengan penambahan bahan additive lain yang hasilnya dibandingkan untuk mendapatkan hasil yang paling efektif sebagai  bahan  alternatif  pengganti  material  stabilisasi  dan  harus  memiliki  nilai  ekonomis  yang  rendah dengan hasil yang maksimal.

## 6. Refrensi
[1] Y. Fadillah, I. Kamil, and P. Suroso, “Stabilisasi Tanah Lempung dengan Abu Cangkang Kelapa Sawit,” SNITT-Politeknik Negeri Balikpapan , pp. 139–145, 2021.
[2] F. S. Sianturi and D. H. Agustina, “Stabilisasi Tanah Laterit Dengan Penambahan Kapur Terhadap Kuat Geser Tanah” Sigma Tek. , vol. 3, no. 1, pp. 33–38, 2020.
[3] S.  M.  T.  Debataraja,  “Analisa  Kuat  Geser  Tanah  Di  Lokasi  Jalan  Longsor  Idanogawo  Dan Pemodelan Dengan Program Komputer,” J. Tek. , vol. VIII, pp. 61–72, 2019.
[4] M. Haras, T. A. E, and R. R. . Legrans, “Pengaruh Kapur Terhadap Kuat Geser Tanah Lempung,” Educ. Build. , vol. 15, no. 67, p. 77, 2017, doi: 10.24114/eb.v3i2.8250.
[5] A. I. Candra, S. Anam, Z. B. Mahardana, and A. D. Cahyono, “Studi Kasus Stabilitas Struktur Tanah Lempung Pada Jalan Totok Kerot Kediri Menggunakan Limbah Kertas,” UKaRsT , vol. 2, no. 2, p. 11, 2018, doi: 10.30737/ukarst.v2i2.255.
[6] I.  T.  A.  Kadir,  “Stabilisasi  Tanah  Lempung  Dengan  Bahan  Tambah  Limbah  Abu  Kelapa  Sawit Ditinjau  Dari  Kuat  Geser  Tanah  (Direct  Shear  Test),”  2019,  [Online].  Available: http://dx.doi.org/10.31227/osf.io/u3cm2
[7] A.  Gunarso,  R.  Nuprayogi, W. Partono,  and B. Pardoyo,  “Stabilisasi  Tanah  Lempung  Ekspansif dengan  Limbah  Keramik,” J.  Karya  Tek.  Sipil, vol.  6,  no.  2,  pp.  238–245,  2017,  doi: 10.47178/dynamicsaint.v5i2.1098.
[8] Badan  Standardisasi  Nasional,  “Cara  Uji  Penentuan  Kadar  Air  untuk  Tanah  dan  Batuan  di Laboratorium,” 2008
[9] Badan Standardisasi Nasional, “Metode Pengujian Berat Isi Tanah Berbutir Halus,” Sni-3637-1994 , pp. 2–5, 1994.
[10] Standar Nasional Indonesia, “Cara Uji Berat Jenis Tanah,” 2008
[11] B. S. Nasional, “Metode Pengujian Tentang Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar,” 1990
[12] Badan Standardisasi Nasional, “Cara Uji Analisis Ukuran Butir Tanah,” in SNI 3432-2008 , 2008, pp. 1–27.
[13] Badan Standardisasi Nasional, “Metode Pengujian Kepadatan Berat Untuk Tanah,” 1989
[14] Badan  Standardisasi  Nasional,  “SNI  3420:2016  Metode  Uji  Kuat  Geser  Langsung  Tanah  Tidak Terkonsolidasi dan Tidak Terdrainase,” 2016.
[15] Badan  Standardisasi  Nasional,  “SNI  6371:2015  Tata  Cara  Pengklasifikasian  Tanah  Untuk Keperluan Teknik Dengan Sistem Klasifikasi Unifikasi Tanah,” 2015