## PENGARUH PENAMBAHAN SEMEN, ABU SEKAM DAN SERAT FIBER TERHADAP PENINGKATAN KUAT GESER TANAH LEMPUNG
Indrayani 1 *, Andi HERIUS 1 , Alfin ASHADIQ 1 , Egal HARDEWO 1 , Arpan HASAN 1 , Norca PRADITYA 1 , Darma PRABUDI 1
1 Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang, Indonesia
*Email korespondensi: iin_indrayani@polsri.ac.id
[diterima: 11 Februari 2022, disetujui: 12 Juli 2022]

## ABSTRACT
Soil is an important element in supporting development activities in the world of construction, where every building will need soil as a place to stand. The condition of the subgrade will affect the strength of the building above it, so various studies have been carried out in an effort to improve the condition of the subgrade to make it better.  One type of soil that is often found in South Sumatra is clay. Clay soil is a type of fine-grained soil that is strongly influenced by water content. Clay soil has a low bearing capacity value, therefore  analysis  is  needed  to  test  the  effect  of  adding  mixed  materials  to  clay  soil.  In  this  study,  the addition of a mixture of cement, husk ash, and fiber to the original soil, and shear strength testing on soil conditions was carried out so that it could be seen the effect of adding a mixture of cement, husk ash, and fiber to the soil.  Soil samples were taken from Banyuasin Regency with a variation of 0.1% fiber mixture, 2.5% husk ash and cement consisting of 2.5%, 5% and 7.5%. The test results show that the addition of a mixture of fiber, husk ash and cement can improve the mechanical properties of clay, where the cohesion value increases with the addition of 7.5% cement by 60%, from 26.33 kPa to 43.78 kPa, while the shear angle increased from 9.80 o to 17.30 o .
Key words: Cement, husk ash, fiber, shear strength

## INTISARI
Tanah  merupakan  suatu  unsur  penting  dalam  mendukung  kegiatan  pembangunan  di  dunia  konstruksi, dimana setiap bangunan akan membutuhkan tanah sebagai tempat berdirinya.  Kondisi tanah dasar akan mempengaruhi  kekuatan  bangunan  diatasnya,  sehingga  berbagai  penelitian  dilakukan  dalam  upaya memperbaiki kondisi tanah dasar agar menjadi lebih baik. Salah satu jenis tanah yang banyak di temukan di wilayah provinsi Sumatra Selatan adalah tanah lempung. Tanah lempung merupakan jenis tanah berbutir halus yang sangat dipengaruhi oleh kadar air.  Tanah lempung mempunyai nilai daya dukung yang rendah, oleh karena itu diperlukan analisis untuk menguji pengaruh penambahan bahan campuran terhadap tanah lempung. Pada penelitian ini dilakukan penambahan campuran semen, abu sekam, dan serat pada tanah asli, dan dilakukan pengujian terhadap kekuatan geser terhadap kondisi tanah tersebut  sehingga didapatkan pengaruh penambahan campuran semen, abu sekam, dan serat terhadap tanah.  Sampel tanah diambil dari daerah Kabupaten Banyuasin dengan variasi campuran serat fiber 0,1%, abu sekam 2,5% dan semen terdiri dari 2,5%, 5% dan 7,5%. Hasil pengujian menunjukkan dengan penambahan bahan campuran serat fiber, abu sekam dan semen dapat memperbaiki sifat  mekanis tanah lempung, dimana nilai kohesi meningkat pada penambahan semen 7,5% sebesar 60 % yaitu dari 26,33 kPa menjadi  43,78 kPa, sedangkan sudut geser meningkat dari 9,80 o menjadi 17,30 o .
Kata kunci: Semen, abu sekam, fiber, kuat geser

## PENDAHULUAN
Penelitian  mengenai  stabilitasi  tanah dengan  menggunakan  bahan  tambah  masih berkembang,  maka  pada  penelitian  ini
digunakan  abu  sekam  dan  semen  yang ditambahkan  dengan  serat  fiber  sebagai campuran untuk meningkatkan nilai kuat geser tanah,  agar  bisa  digunakan  pada  konstruksi
bangunan  air  seperti  bendungan  dan  saluran irigasi.    Beberapa  penelitian  telah  dilakukan terhadap  stabilisasi  tanah  diantaranya  yang dilakukan  oleh  Putri  dan  Soehardi  2017); Indrayani,  dkk  (2018);  Nadhirah  dan  Zuhayr (2018);  Herius,  et  al  (2019);  Indrayani,  dkk (2020)  terhadap  kekuatan  geser  tanah  dengan menggunakan  berbagai  campuran  (Zarni  dan Mukhlis, 2015; Muntohar, 2011), dalam upaya perbaikan terhadap tanah dasar. Penelitian lain terhadap  kekuatan  geser  tanah  dengan menggunakan abu sekam dan kapur juga telah dilakukan  oleh  Saleh  dan  Harwadi,  2017, kekuatan  geser  tanah  menggunakan  fiber (Desmi,  2013),  dan  kekuatan  geser  tanah dengan mencampurkan lebih dari satu material petrasoil  dan  kapur  (Gati  dan  Ha,  2016; Indrayani,  dkk,  2020).    Dari  hasil  penelitian menunjukkan  terjadi  peningkatan  sudut  geser tanah  pada  penambahan  petrasoil  dan  kapur 10%.    Dari  latar  belakang  inilah  maka dilakukan  penelitian  terhadap  kekuatan  geser tanah menggunakan 3 material sekaligus, yaitu semen,  abu  sekam,  dan  serat,  sehingga didapatkan pengaruh penambahan abu sekam, semen, dan serat fiber terhadap nilai kuat geser tanah  dan  didapatkan  perbandingan  optimum dari penambahan material tesebut.

## Tanah Lempung
Tanah  lempung  merupakan  tanah  yang mempunyai partikel berukuran lebih kecil atau sama  dengan  0,002  mm  dan  dalam  jumlah  ≥ 50% akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak (Bowles, 1991).
Sistem  Klasifikasi  American  of  State Highway  and  Transportation  Official (AASHTO)
Sistem  ini  membagi  tanah  ke  dalam  7 kelompok  utama  yaitu  A-1  sampai  A-7.  A-1, A-2,  A-3  adalah  tanah  berbutir  di  mana  35% atau kurang dari jumlah butiran tanah tersebut lolos ayakan No. 200. Tanah dimana lebih dari 35%  butirannya  tanah  lolos  ayakan  No.  200 diklasifikasikan  kedalam  kelompok  A-4,  A-5, A-6  dan  A-7.  Butiran  dalam  kelompok  A-4
sampai  A-7  tersebut  sebagian  besar  adalah lanau dan lempung.

## Sistem klasifikasi USCS
Sistem  Klasifikasi Unified diperkenalkan oleh  Casagrande  pada  tahun  1942  untuk digunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang  yang  dilaksanakan  oleh The  Army Corps of Engineering selama perang dunia II. Sistem  ini  mengelompokkan  tanah  kedalam dua  kelompok  besar  yaitu  :  (i)  tanah  berbutir kasar  ( coarse-grained-soil), kurang  dari  50% lolos  saringan  No.  200,  yaitu  tanah  berkerikil dan  berpasir;  (ii)  tanah  berbutir  halus  ( fine- grained-soil ),  lebih  dari  50%  lolos  saringan No. 200, yaitu tanah berlanau dan berlempung.

## Abu Sekam
Abu  sekam  merupakan  sisa  pembakaran dari sekam padi, sehingga pada prinsipnya abu sekam ini merupakan limbah sisa pembakaran. Limbah abu sekam banyak digunakan sebagai pakam ikan dan abu gosok.

## Semen
Semen  merupakakiyuhn  material  yang mempunyai sifat adhesive dan kohesif sebagai perekat  yang  mengikat  fragmen-fragmen mineral menjadi suatu kesatuan yang kompak. Semen  dikelompokkan  kedalam  2  jenis  yaitu semen hidrolik (semen yang menggunakan air untuk  memulai  reaksi  kimia,  yang  akan mengeraskan  campuran)  dan  semen  non hidrolik  (semen  yang  tidak  mengeras  saat terkena  air).  Pada  penelitian  ini  digunakan semen hidrolik.

## Serat
Serat polipropilena berasal dari monomer C3H6 yang termasuk dalam hidrokarbon murni seperti  lem  paraffin.    Serat  yang  digunakan sebagai  campuran  dipotong-potong  dengan panajang 5 cm.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Lokasi Pengambilan Sampel
Tanah yang akan diuji adalah jenis tanah lempung yang diambil dari daerah Kecamatan Tanjung  Lago  Kabupaten  Banyuasin  Provinsi Sumatera  Selatan.  Lokasi  pengambilan material dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1.  Lokasi Pengambilan Sampel

## Teknik Pengumpulan data
Data-data  yang  mendukung  dalam  studi kasus  ini  secara  garis  besar  diklasifikasikan menjadi  2  bagian,  yaitu  data  primer  dan  data sekunder.
- Data  primer,  data  yang  diperoleh  secara langsung  baik  melalui  penyelidikan  di lapangan  maupun  di  laboratorium,  berupa hasil  pengujian  sifat-sifat  fisik  dan  sifat mekanis tanah.
- Data sekunder, data yang diperoleh melalui studi  literatur  sebagai  atau  pendukung  dan pelengkap dari data primer, berupa kondisi lapangan  (peta  lokasi  pengambilan  sampel tanah), ketentuan-ketentuan, dan literatur.

## Tahap Penelitian
Tahapan-tahapan  yang  dilakukan  pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Penelitian dimulai dari pengumpulan teori- teori  dan  data-data  yang  berhubungan dengan  tema  yang  akan  dibahas  sebagai landasan teori, baik dari buku-buku literatur, jurnal,  dan  beberapa  hasil  penelitian  yang telah dilakukan sebelumnya.
2. Persiapan Material dan Peralatan Sampel  tanah  diambil  pada  kedalaman  20 cm  dari  permukaan  tanah,  semen,  abu sekam,  dan  serat  sebagai  bahan  tambah didapatkan  di  depot  yang  ada  di  Kota Palembang. Keseluruhan pengujian dilaksanakan  di  Laboratorium  Uji  Tanah, Jurusan  Teknik  Sipil  Politeknik  Negeri Sriwijaya. Peralatan yang digunakan adalah : a) Satu set saringan standar ASTM D421-58 dan hidrometer ASTM D422-63, b) Alat ukur kadar air ASTM D 2216-80,
c) Satu  set  alat Specific  Gravity ASTM
D8554-58, d) Alat  uji  batas  konsistensi (Atterberg limit) ASTM D423-66, ASTM D424- 59 dan ASTM D427-61,
e) Alat pemadat standar ASTM D698-78,
f) Alat uji geser ASTM D3080,
g) Alat-alat  bantu  yang  terdiri  dari  oven, timbangan  dengan  ketelitian  0,01, stop watch, termometer , gelas ukur 1000  ml, desikator,  cawan, piknometer .
3. Pengujian indeks propertis tanah
Pengujian  indeks  propertis  tanah  yang dilakukan  meliputi  pengujian  berat  jenis butiran  tanah,  analisa  saringan,  batas-batas konsistensi, dan analisa hydrometer.
4. Pengujian sifat mekanis tanah
Pengujian  sifat  mekanis  tanah  yang dilakukan antara lain  pengujian kuat geser tanah dan pemadatan standar.
5. Analisis data dan pembahasan
Melakukan analisis terhadap hasil pengujian yang telah diperoleh .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  Berat  Jenis  Tanah  ( Specific Gravity )
Data  hasil  pengujian indeks  properties dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data hasil pengujian berat jenis tanah
U RAIAN B C D W2 48,34 50,13 45,76 W1 36,69 40,03 36,16 Wt 11,65 10,10 9,60 W3 79,52 88,18 86,12 W4 86,65 94,38 91,84 W5 = Wt + W3 91,17 98,28 95,72 Gs = Wt/(W5 – W3) 2,58 2,59 2,47 Rata-rata 2,55
Hasil  dari  pengujian  berat  jenis  dengan variasi  persentase  tanah  asli.  Nilai  berat  jenis tanah asli adalah 2,55.
Pengujian batas-batas konsistensi ( Atterberg limit )
Berdasarkan hasil dari pengujian Atterberg limits tanah  lempung  untuk  tanah  asli, didapatkan  nilai  batas  cair  (LL)  sebesar  63% dan  untuk  nilai  batas  plastis  (PL)  didapatkan nilai  sebesar  9,768  %  dan  untuk  indeks plastisnya  nilai  yang  didapatkan  sebesar 53,23%.

## Analisa saringan dan pengujian hydrometer
Hasil pengujian analisa saringan ditampilkan pada Gambar 2 dan Tabel 3.
Gambar 2.  Grafik Pengujian Hidrometer
Tabel 2. Hasil pengujian analisa saringan
D IAMETER S ARINGAN (mm) PERSEN LOLOS (%) 9,5 100,00 4,25 96,83 2,56 90,78 2 82,59
D IAMETER S ARINGAN (mm) PERSEN LOLOS (%) 1,1800 74,5500 0,6000 68,5200 0,4250 56,4300 0,1500 42,6700 0,0750 32,0300 0,0052 31,2600 0,0034 29,6129 0,0020 27,9677 0,0014 26,3226 0,0011 23,0323 0,0006 21,3871
Pemadatan Tanah ( Standard Compaction)
Hasil pengujian pemadatan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengujian pemadatan
N O VARIASI W OP (%) g D ( GR / CM 3 ) 1 Tanah + Air 37,920 1,20 2 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) 36,280 1,316 3 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) + Semen (2,5%) 35,899 1,290 4 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) + Semen (5%) 43,602 1,214 5 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) + Semen (7,5%) 42,489 1,220

## Gambar 3. Grafik kadar air optimum
Dari  grafik  pada  Gambar  3,  dapat  dilihat bahwa nilai kadar air optimum tertinggi berada pada  variasi  campuran  tanah  +  serat  fiber (0,1%) + abu sekam (2,5%) dan semen (5%).

## Gambar 4. Grafik Berat isi kering
Dari  grafik  pada  Gambar  4,  dapat  dilihat bahwa  berat  isi  kering  teringgi  berada  pada variasi campuran tanah + serat fiber (0,1%) + abu sekam (2,5%) tanpa tambahan semen.
Gambar 5. Grafik kadar air terhadap semen
Dari  grafik  pada  Gambar  5,  dapat  dilihat bahwa  kadar  air  terhadap  Semen  cenderung naik pada persentase Semen 2,5% dengan nilai kadar  air  35,899  (Wopt)  sampai  dengan  5% dengan nilai kadar air sebesar 43,602 (Wopt).

## Gambar 6. Grafik Berat isi kering terhadap semen
Dari  grafik  pada  Gambar  6,  dapat  dilihat bahwa berat isi kering cenderung menurun pada persentase variasi 5 sebesar 1,214 gr/cm 3 .
Kuat geser tanah ( Direct shear tanah)
Hasil  pengujian  kekuatan  geser  dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Rata-rata hasil pengujian kekuatan geser
tanah N O VARIASI Nilai kohesi (c) (kPa) SUDUT GESER ( O ) 1 Tanah + Air 26,33 9,80 2 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) 38,10 13,50 3 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) + Semen (2,5%) 42,48 14,30 4 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) + Semen (5%) 43,05 14,60 5 Tanah + Air + Serat (0,1%) + Sekam (2,5%) + Semen (7,5%) 43,78 17,30

## Gambar 7. Grafik Nilai kohesi kuat geser
Dari  grafik  pada  Gambar  7,  didapatkan nilai  tanah  asli  sebesar  26,33  kN/m²  dan menghasilkan nilai kohesi paling tinggi sebesar 43,78 kN/m² pada penambahan serat fiber 0,1% + abu sekam 2,5% dan semen 7,5%.

## Gambar 8. Grafik Nilai Kohesi pada semen
Pada  Gambar  8.,  nilai  kohesi  terhadap semen  dan  mengalami  peningkatan  pada persentase  Semen  7,5%.  Hasil  penelitian penambahan  Semen  pada  tanah  lempung berpengaruh  pada  peningkatan  nilai  Nilai Kohesi.
Dari  grafik  pada  Gambar  9.,  didapatkan pada variasi tanah + air + serat fiber (0,1%) + abu  sekam  (2,5%)  +  semen  (7,5%) menghasilkan  nilai  sudut  geser  paling  tinggi sebesar 17,30°, semakin besar sudut geser maka menunjukkan tanah semakin padat.
Gambar 9.  Grafik Nilai sudut geser
Gambar 10. Grafik nilai sudut geser pada semen
Pada  Gambar  10,  dapat  dilihat  bahwa sudut  geser  terhadap  semen  menurun  sampai persentase  semen  5%  dan  mengalami peningkatan  pada  persentase  semen  7,5%. Hasil  penelitian  menujukkan  penambahan semen  pada  tanah  lempung  berpengaruh  pada peningkatan nilai Sudut Geser.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisis yang  dilakukan,  maka  dapat  disimpulkan bahwa : (i) hasil pengujian kuat geser campuran tanah  dengan  penambahan  abu  sekam,  serat fiber dan semen dibandingkan dengan tanah asli menunjukkan   bahwa  nilai  kohesi  semakin meningkat dengan penambahan serat fiber, abu sekam  dan  semen  7,5%;  (ii)  nilai  sudut  geser cenderung  mengalami  peningkatan  dan  nilai tertinggi sebesar 17,30 pada penambahan serat fiber,  abu  sekam  dan  semen  7,5%;  (iii)  pada
26,33 38,1 43,48 42,05 43,78 26,33 26,33 26,33 26,33 26,33 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 Ni la i Ko he si ( kP a) Variasi Variasi Tanah Asli 9,8 13,5 14,3 14,6 17,3 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 8 10 12 14 16 18 1 2 3 4 5 Sudut G es er ( º) Variasi Variasi Tanah Asli
pengujian  pemadatan  di  dapatkan  nilai optimum  berat  isi  kering  senilai  1,434 (γd) gr/cm 3 dan  nilai  optimum  kadar  air  senilai
21,990 (Wopt); (iv) Hasil pengujian menunjukkan  bahwa  campuran  semen,  abu sekam,  dan  serat  dapat  digunakan  sebagai campuran pada tanah untuk meningkatkan nilai geser tanah.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  kami  sampaikan  kepada Politeknik  Negeri  Sriwijaya  yang  telah memberikan dana bantuan berupa Dana Hibah Kerjasama Dosen Mahasiswa.

## REFERENSI
AASHTO,  1998. Standard    Specification    for Transportation  Materials  and Methods of  Sampling  and  Testing  Part  I  : Specification .  19 th edition,  American Association    of    State    Highway    and Trasportation  Officials, Washington D C.
ASTM 4318. Standard Test Method for Liquit Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of Soils .
ASTM  D422. Standard  Test  Method  for Particle-Size Analysis of Soils.
Bowles,  J.E.  1991.  S ifat-sifat  Fisis  dan Geoteknis Tanah . PT. Erlangga. Jakarta.
Desmi, A., 2013. Pengaruh Penambahan Fiber (Serat Polypropylene) terhadap Kuat Geser Tanah  Gampong  Mane  Krueng. Teras Jurnal , 3(1): 53-63
Gati  S.  U.  dan  HA,  A.  H.,  2016.  Analisis Pemanfaatan  Batu  kapur  Sebagai  Bahan Stabilisasi Tanah Lempung Ditinjau dari Kuat Geser. SNSTT IV , Institut Teknologi Adhi Tama, Surabaya.
Herius.  A.,  Indrayani,  Hasan.  A.,  Mirza.  A., 2019.  Addition  Effect  of  Petrasoil Additive Material on CBR Value of Soil in Swamp  Areas. Indonesian  Journal  of
Environmental
Management and Sustainability , Vol. 3, No. 2, pp: 67-70.
Indrayani, Herius. A, Zeri, P.N., Fernando, N.,
2020. Analisis Kuat Geser Tanah Lempung Menggunakan Kapur dan Petrasoil. Jurnal Teknologi Terpadu , 8 (1): pp. 64-68.
Indrayani,  Herius,A.,  Sudarmadji,  Mirza,A., Saputra, D., Fadil, A.M., 2020. Campuran Fly Ash dan Petrasoil dalam Peningkatan
Daya  Dukung  Tanah. Bentang:  Jurnal Teoritis  dan  Terapan  Bidang  Rekayasa Sipil , Vol 7, No.2, pp: 99-104.
Indrayani,  Herius,  A.,  Hasan,  A.,  Mirza,  A.
(2018). Comparison  Analysis  of  CBR Value Enhancement of Soil Type in Swamp Area by Addition of Fly Ash . Science and Technology  Indonesia,  3(2);  73-76. http://doi.org /10.26554/sti.2018.3.2.
Muntohar,  A,  S.,  2011.  Karakteristik  Kuat Geser  Tanah  Pasir  dengan  Campuran Kapur  dan  Abu  Sekam  Padi. Pertemuan Ilmiah Tahunan XIV HATTI, Yogyakarta.
Nadhirah M. Z. dan Zuhayr M. G., 2018. Peat Soil  Stabilization  using  Lime  and Cement. E3S  Web  of  Conferences ,
Malaysia.
Putri,  L.D.  dan  Soehardi  F.,  2017.  Stabilisasi Tanah dengan Variasi Penambahan Batu kapur  dan  Waktu  Pemeraman. Prosiding KNTSP ,  Program  Studi  Teknik  Sipil Universitas Islam Riau, Riau.
Saleh,  A.R.,  Harwadi,  F.,  2017.  Stabilisasi Tanah  Lempung  Lunak  dengan  Abu Sekam Padi (RHA) dan Kapur (CaCO3) di Kampung  Satu  Kota  Tarakan. Jurnal Teknik UBT , 1(1): pp. 1-6.
Zarni,  M.,  Mukhlis,  2015.  Pengaruh Pencampuran Semen Terhadap Kuat Geser Tanah  Lempung  Lampoh  Keude. Jurnal Teknik Sipil Unaya . 1(2): pp. 129-140.