Kajian Eksperimental Interaksi Volume Pasta Friksi dan Usia Pasta terhadap Peningkatan Kinerja Tahanan Gesek Tiang Apung pada Tanah Pasir

Nadila Tri Handayani, Dr. Ir. Devi Oktaviana Latif, S.T., M. Eng., IPM., ASEAN. Eng.

2026 | Tugas Akhir | D4 TEKNIK PENGELOLAAN DAN PEMELIHARAAN INFRASTRUKTUR SIPIL

Fondasi tiang apung pada tanah pasir mengandalkan tahanan gesek selimut sebagai mekanisme utama transfer beban aksial. Proses pemasangan tiang bor menimbulkan celah (annulus) antara selimut tiang dan dinding lubang bor yang menurunkan kontak efektif tanah-tiang dan mengurangi kapasitas tahanan gesek. Pasta friksi diinjeksikan untuk memulihkan kontak tersebut, namun kajian mengenai interaksi simultan antara volume injeksi dan usia pasta terhadap tahanan gesek selimut masih terbatas. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh interaksi volume pasta friksi dan usia pasta terhadap nilai tahanan gesek selimut (fs) pada tiang apung di tanah pasir, serta mengkaji konsistensi dan stabilitas nilai fs yang dihasilkan.

Penelitian dilakukan melalui pengujian tarik tiang skala laboratorium menggunakan tanah pasir pada kepadatan relatif aktual yang terverifikasi. Benda uji berupa tiang silinder kaku berdiameter 2 cm dan panjang 14 cm yang ditanam dalam kotak uji akrilik 60×60×58 cm. Pasta friksi dari campuran pasir, semen, epoxy resin, air, dan zat aditif diinjeksikan pada celah annulus. Variasi volume injeksi meliputi 1/3, 2/3, dan 3/3 volume rongga, dengan usia pasta 7 dan 28 hari, serta kondisi tanpa pasta sebagai baseline.

Nilai tahanan gesek selimut (fs) meningkat monotonik seiring bertambahnya volume pada kedua kondisi usia pasta. Volume terkecil pada usia 7 hari menghasilkan fs 10,2 kali lebih tinggi dari kondisi tanpa pasta setelah 28 hari. Interaksi teridentifikasi melalui ketidakseragaman peningkatan tahanan gesek selimut (fs) akibat  usia pasta. Peningkatan fs dari 7 ke 28 hari sebesar 59,1% pada volume 1/3, hanya 2,3% pada volume 2/3, dan 30,7% pada volume 3/3. Anomali volume 2/3 dijelaskan melalui distribusi pasta yang tidak homogen dan terbatasnya zona keruntuhan dan pengisian alami butiran pasir di atas pasta. Tren fs terhadap volume konsisten dan terprediksi, sedangkan tren terhadap usia pasta konsisten pada arah namun bervariasi pada besaran, mencerminkan adanya interaksi antarparameter.

Floating pile foundations in sandy soil primarily rely on shaft friction resistance to transfer axial loads to the surrounding soil. The bored pile installation process creates an annular gap between the pile shaft and the borehole wall, reducing effective soil-pile contact and diminishing shaft friction capacity. Friction paste is injected to restore this contact; however, research addressing the simultaneous interaction between injection volume and paste age on shaft friction resistance remains limited. This study aims to analyze the interaction between friction paste volume and paste age on unit shaft friction resistance (fs) of floating piles in sandy soil, and to evaluate the consistency and stability of the resulting fs values.

The study was conducted through laboratory-scale pile pull-out testing using sandy soil at a verified actual relative density. Test specimens consisted of rigid cylindrical piles with a diameter of 2 cm and a length of 14 cm, installed in a 60×60×58 cm acrylic test box. Friction paste comprising sand, cement, epoxy resin, water, and an additive was injected into the annulus gap. Volume variations of 1/3, 2/3, and 3/3 of the void volume were tested at paste ages of 7 and 28 days, with a non-grouted condition as the baseline.

Results showed that shaft friction resistance (fs) increased monotonically with paste volume under both paste age conditions. The smallest volume at 7 days already produced fs values 10.2 times higher than the non-grouted condition at 28 days. Interaction between parameters was identified through non-uniform paste age sensitivity: shaft friction resistance (fs) increased by 59.1% at volume 1/3, only 2.3% at volume 2/3, and 30.7% at volume 3/3 from 7 to 28 days. The anomaly at volume 2/3 is attributed to non-homogeneous paste distribution and a limited granular soil caving and passive annulus infilling zone above the paste. The shaft friction resistance (fs) trend with volume was consistent and predictable, while the trend with paste age was directionally consistent but variable in magnitude, confirming parameter interaction.

Kata Kunci : tiang apung, pasta friksi, tahanan gesek selimut, usia pasta, tanah pasir, interaksi parameter, floating pile, friction paste, shaft friction resistance, setting period, sandy soil, parameter interaction