Electronic Theses and Dissertation

Tanah lempung dikenal memiliki daya dukung rendah serta potensi kembang–susut yang tinggi, sehingga kurang stabil apabila digunakan sebagai tanah dasar konstruksi. Karakteristik tersebut berpotensi menyebabkan penurunan diferensial, retakan struktur, dan gangguan kestabilan fondasi. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan performa daya dukung tanah lempung melalui pendekatan bioteknologi dengan memanfaatkan bakteri Bacillus sp. sebagai agen stabilisasi ramah lingkungan. Bakteri ini mampu menginduksi pembentukan kalsium karbonat (CaCO₃) yang berperan sebagai bahan sementasi alami untuk memperkuat ikatan antarpartikel tanah serta menurunkan porositas. Tanah yang digunakan berasal dari Gampong Neuheun, Kecamatan Mesjid Raya, Kabupaten Aceh Besar, dengan variasi campuran bakteri sebesar 0%, 5%, 10%, dan 15%, serta waktu pemeraman selama 7, 14, dan 28 hari. Pengujian laboratorium meliputi uji kuat tekan bebas (UCS), uji kuat geser langsung (Direct Shear), serta analisis mikrostruktur menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengidentifikasi presipitasi CaCO₃ pada matriks tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa stabilisasi menggunakan Bacillus sp. memberikan peningkatan signifikan terhadap sifat fisis dan mekanis tanah. Nilai berat isi kering maksimum (γd max) meningkat dari 1,360 g/cm³ menjadi 1,411 g/cm³ pada variasi 10% dengan pemeraman 14 hari, sementara kadar air optimum (OMC) menurun dari 29,311% menjadi 24,904%. Indeks plastisitas (PI) juga mengalami penurunan dari 53,78% menjadi 21,52%, yang menunjukkan berkurangnya plastisitas dan meningkatnya stabilitas tanah. Nilai kuat tekan bebas meningkat dari 105,46 kN/m² menjadi 127,73 kN/m² pada variasi 10% dengan pemeraman 28 hari. Pada pengujian geser langsung, sudut geser dalam (∅) meningkat dari 12,457° menjadi 19,895°, sedangkan kohesi menurun dari 0,256 kg/cm² menjadi 0,161 kg/cm² pada variasi 5% dengan pemeraman 28 hari. Pada nilai tegangan geser meningkat seiring bertambahnya variasi bakteri, dimulai dari 0,25 kg/cm² hingga mencapai 0,37 kg/cm². Pengamatan SEM menunjukkan struktur mikro menjadi lebih rapat dan homogen akibat presipitasi CaCO₃ yang mengisi pori-pori tanah. Variasi penambahan bakteri 10% dengan pemeraman 28 hari menghasilkan kuat tekan tertinggi, sedangkan peningkatan kuat geser paling signifikan terjadi pada variasi 5% dengan pemeraman 28 hari.

Clay soil is known to have low bearing capacity and high shrink–swell potential, making it less stable when used as a subgrade for construction. These characteristics may lead to differential settlement, structural cracking, and foundation instability. This study aims to improve the bearing capacity performance of clay soil through a biotechnological approach by utilizing Bacillus sp. bacteria as an environmentally friendly stabilization agent. These bacteria are capable of inducing the formation of calcium carbonate (CaCO₃), which acts as a natural cementing material to strengthen interparticle bonding and reduce soil porosity. The soil used in this study was obtained from Gampong Neuheun, Mesjid Raya District, Aceh Besar Regency, with bacterial variation mixtures of 0%, 5%, 10%, and 15%, and curing periods of 7, 14, and 28 days. Laboratory tests included Unconfined Compressive Strength (UCS), Direct Shear tests, and microstructural analysis using Scanning Electron Microscope (SEM) to identify CaCO₃ precipitation within the soil matrix. The results indicate that stabilization using Bacillus sp. significantly improves the physical and mechanical properties of the soil. The maximum dry unit weight (γd max) increased from 1.360 g/cm³ to 1.411 g/cm³ at 10% variation with 14 days of curing, while the optimum moisture content (OMC) decreased from 29.311% to 24.904%. The plasticity index (PI) also decreased from 53.78% to 21.52%, indicating reduced plasticity and improved soil stability. The unconfined compressive strength increased from 105.46 kN/m² to 127.73 kN/m² at 10% variation with 28 days of curing. In the direct shear test, the internal friction angle (∅) increased from 12.457° to 19.895°, while cohesion decreased from 0.256 kg/cm² to 0.161 kg/cm² at 5% variation with 28 days of curing. The shear stress values increased with the addition of bacteria, ranging from 0.25 kg/cm² to 0.37 kg/cm². SEM observations revealed a denser and more homogeneous microstructure due to CaCO₃ precipitation filling the soil pores. The 10% bacterial variation with 28 days of curing produced the highest compressive strength, while the most significant increase in shear strength occurred at 5% variation with 28 days of curing.