TS09 Gerusan Lokal - istiarto

Gerusan Lokal (Local Scour)MekanismePrediksi kedalaman gerusanPengendalian8/1/14 19:02

Jembatan Srandakan,S. Progo, Yogyakarta, 2001Jembatan Kebonagung,S. Progo, Yogyakarta, 2006degradasi dasar sungaigerusan lokaldegradasi dasar sungai8/1/14 19:02

Jembatan Kebonagung,S. Progo, Yogyakarta, 20068/1/14 19:02

Jembatan Kereta,S. Comal, Jawa Tengah, 2003gerusan lokalJembatan Trinil,S. Progo, Magelang, 2010gerusan lokal8/1/14 19:02

Jembatan runtuh akibat gerusan lokaldi luar negeri8/1/14 19:02

Groundsill Kretek,S. Opak, Yogyakarta, 2007gerusan lokal8/1/14 19:02

Checkdam AP-D3 di S. Apu,Magelang, Jan-2003gerusan lokalgerusan lokal8/1/14 19:02

Gerusan Lokal¨ Kapan terjadi?¤ Apabila kapasitas aliran sungai untuk mengerosi(menggerus) dan mengangkut sedimen melebihikapasitas untuk memasok sedimen.8/1/14 19:02

Gerusan LokalClear-water scour¨ apabila sedimenterangkut dari gerusandan tidak adapasokan kedalamnyaLive-bed scour¨ apabila gerusanmendapatkan pasokansedimen terus-menerusdari proses transporsedimen di sungai8/1/14 19:02

Gerusan LokalQ s,inQ sQ s,outQ s,in < Q s,out {Q s,in = 0 clear-water scourQ s,in ≠ 0live-bed scour8/1/14 19:02

Gerusan Lokal¨ Gerusan lokal di sekitar pilar jembatan¤ U/U cr < 0.5 tidak ada gerusan¤ 0.5 < U/U cr < 1 clear-water scour¤ U/U cr > 1 live-bed scour¤ U: kecepatan aliran¤ Ucr : kecepatan aliran kritis transpor sedimen8/1/14 19:02

Gerusan LokalKecepatan kritis transpor sedimen butir sedimen berdistribusi seragam menurut Hjulstrom8/1/14 19:02

Gerusan LokalGerusan di sekitar pilar jembatan8/1/14 19:02

8/1/14 19:02

Proses Gerusan Lokal¨ Diawali di satu atau dua titik, kemudian membesar,gerusan makin dalam¨ Dalam aliran seragam dan permanen (uniform andsteady flow):¤ Perkembangan kedalaman gerusan sangat cepat diawal proses dan melambat setelahnya8/1/14 19:02

8/1/14 19:02

8/1/14 19:02

Prediksi Kedalaman GerusanClear-water scour0.6190 ⎛⎛ UDp.00022 ⎟⎟ ⎟⎟ ⎞⎞ds= ⎜⎜⎜⎜Persamaan Shen (1971)⎝⎝ ν ⎠⎠8/1/14 19:02

Prediksi Kedalaman GerusanClear-water atau live-bed scourd s⎛= Γ 2.0 tanh h ⎞D⎜p ⎝ D⎟p ⎠ξ sξ αPersamaan Breuser et al. (1978)⎧U⎪ 0 untuk < 0.5⎪U cr ⎪ ⎛ ⎞Γ = ⎨⎪⎪⎪⎩⎪2 U −1⎝⎜ U cr ⎠⎟ untuk 0.5 < U < 1.0U cr1 untukUU cr> 1.08/1/14 19:02

Prediksi Kedalaman GerusanLive-bed scourdDsp= 2. 3ξ αPersamaan Raudkivi (1991)dDsp= 2.0 ξgξsξ α8/1/14 19:02

Pengendalian Gerusan Lokal¨ Metoda pengendalian/pencegahan gerusan lokaldi sekitar pilar jembatan¤ Lantai rip-rap di sekitar pilar¤ Blok fondasi di sekitar pilar, di bawah dasar sungai¤ Cakram/krah/collar di pilar, di atas dasar sungai¤ Penempatan pilar semu di depan (hulu) pilarsesungguhnya¤ Penempatan pilar searah aliran¤ Bentuk/tampang pilar menyebabkan hambatan kecilpada aliran8/1/14 19:02

Pengendalian Gerusan Lokal8/1/14 19:02

pile capJembatan Kebonagung,S. Progo, Yogyakarta,Nov-2007lantai bronjong• Pengamanan pilar jembatandengan pemasangan bronjongdi sekeliling fondasi atau pilarpada dasar sungai yang telahtergerus.• Bronjong ditujukan untukstabilisasi dasar sungai.• Mercu bronjong sama denganelevasi dasar sungai.pile cap8/1/14 19:02lantai bronjong

Jembatan Srandakan,S. Progo, Yogyakarta,2000Selimut bronjong di sekitar pilar• Mempersempit alur• Memperbesar diameter pilarcara pengamanan pilaryang tidak benar8/1/14 19:02

Jembatan Kereta Comal,S. Comal, Jawa TengahSelimut sheet pile diisibeton siklop• Mempersempit alur• Memperbesar diameterpilarcara pengamanan pilaryang tidak benar8/1/14 19:02

Gerusan LokalGerusan di sekitar pangkal jembatan8/1/14 19:02

Pangkal/Abutment JembatanBL Ahd s8/1/14 19:02

Prediksi Kedalaman GerusanqPersamaan untuk keperluan preliminary designdLsA= 2 ξsξαuntukhLA> 1dLsA= 2hLAξsξαuntukhLA< 18/1/14 19:02

Gerusan LokalGerusan akibat penyempitan alur8/1/14 19:02

Gerusan akibat Penyempitan AlurEnergi spesifik8/1/14 19:02

Gerusan akibat Penyempitan Alur¨ Pada penyempitan alur¤ Persamaan kontinuiti untuk debit aliran konstanQ = q =1 B1q2B2¤ Energi spesifikHs1= Hs∗ 2 = Hs2−ds8/1/14 19:02

Gerusan akibat Penyempitan Alur¨ Mekanisme (lihat gambar)¤ Pada penyempitan terjadi peningkatan debit per satuanlebar, yang berakibat pada penurunan kedalaman alirandan peningkatan kecepatan aliran∗∗2 < B1⇒ q2> q1⇒ h2< h1dan U2U1B >¤ Peningkatan kecepatan aliran mengakibatkan erosi/gerusan di tempat alur menyempit sehingga dasar sungaiturun à d s¤ ...8/1/14 19:02

Gerusan akibat Penyempitan Alur¨ ...¤ Di hilir penurunan dasar sungai, energi spesifik H s berubah,bergeser ke kanan sebesar d s à berakibat pada peningkatankedalaman aliran dan penurunan kecepatan aliranHs∗∗∗= Hs2+ ds⇒ h2> h2U2< 22 dan U¤ Perhatikan alur sebelum menyempit dan sesudah menyempitn jika ds kecil:n jika ds besar:h >h2 < h1dan U2U12 > h1dan U2≈ U18/1/14 19:02

Prediksi Kedalaman Gerusanhh21⎛⎛ B=⎜⎜⎜⎜⎝⎝ B12⎞⎞⎟⎟⎟⎟⎠⎠67⎛⎛⎜⎜⎜⎜⎝⎝ττo1cr⎞⎞⎟⎟⎟⎟⎠⎠37τ o= ρghS o8/1/14 19:02

Gerusan LokalGerusan di hilir struktur hidraulik8/1/14 19:02

Gerusan di Hilir Struktur Hidraulikq =⎧⎧q⎪⎪⎨⎨q⎪⎪⎩⎩qouo+ quoverflowunderflowover -­‐ andunderflowq = U h8/1/14 19:02

Gerusan di Hilir Struktur Hidraulikh + ds= KMg10.3⎛⎛⎜⎜⎜⎜⎝⎝Δhdyqx0.1mh⎟⎟ ⎟⎟ ⎞⎞⎠⎠0.15Berlaku untuk butir material dasar sungai1 < dm [mm] < 28.Jika material dasar sungai berupa batu,dm = 250 mm.K Mxy= 6.42 −3.10 Δh= 0.15+Δh200= 0.6 − Δh3000.18/1/14 19:02

Gerusan di Hilir Struktur Hidraulikh + ds =hLwΔhd0.5q0.4900.6Lʹ′≈ 6 dans≈ 3h + ds+ dssw = 10.35 m 0.6 /s 0.3 untuk submerged jetw = 15.40 m 0.6 /s 0.3 untuk free jet8/1/14 19:02

Gerusan LokalContoh soal8/1/14 19:02

8/1/14 19:02