GERUSAN ATAU SCOURING PADA JEMBATAN

IlmuDasarDanTeknik.Com*_Kali ini saya akan membagikan sedikit info teknik sipil mengenai Gerusan atau scouring pada Jembatan. Langsung saja ulasannya sebagai berikut.

Definisi atau Pengertian umum Gerusan (scouring)

Pada Jembatan, gerusan sering terjadi pada pilar jembatan. Secara umum Adanya gerusan dapat menjadi masalah yang bisa membahayakan kestabilan struktur jembatan atau pun bangunan air lainnya. Jika didefinisikan secara umum, Gerusan (scouring) merupakan suatu proses alamiah yang terjadi di sungai sebagai akibat pengaruh morfologi sungai (dapat berupa tikungan atau bagian penyempitan aliran sungai) atau adanya bangunan air ( hydraulic structur) seperti: jembatan, bendung, pintu air, dan lain-lain. Morfologi sungai merupakan salah satu faktor yang  menentukan dalam proses terjadinya gerusan, hal ini disebabkan aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas (free surface). Kondisi aliran saluran terbuka berdasarkan pada kedudukan permukaan bebasnya cenderung berubah sesuai waktu dan ruang, disamping itu ada hubungan ketergantungan antara kedalaman aliran, debit air, kemiringan dasar saluran dan permukaan saluran bebas itu sendiri.
Laursen (1952) dalam Hanwar (1999:4) mendefinisikan gerusan sebagai pembesaran dari suatu aliran yang disertai pemindahan material melalui aksi gerakan fluida. Gerusan lokal (local scouring) terjadi pada suatu kecepatan aliran di mana sedimen yang dingkut lebih besar dari sedimen yang disuplai. Menurut Laursen (1952) dalam Sucipto (2004:34), sifat alami gerusan mempunyai fenomena sebagai berikut :

1. Besar gerusan akan sama selisihnya antara jumlah material yang diangkut keluar daerah gerusan dengan jumlah material yang diangkut masuk ke dalam daerah gerusan.
2. Besar gerusan akan berkurang apabila penampang basah di daerah gerusan bertambah (misal karena erosi). Untuk kondisi aliran bergerak akan terjadi suatu keadaan gerusan yang disebut gerusan batas, besarnya akan asimtotik terhadap waktu.

Pengertian Scouring Pada Jembatan

Jembatan merupakan suatu struktur yang meneruskan jalan melewati suatu rintangan dibawahnya yag dapat berupa sungai,jalan,selat maupun jurang. Pada jembatan yang dibawahnya terdapat arus air dengan bentang yang relatif lebar, umumnya memerlukan struktur pilar untuk menopangnya. Pilar yang ditanam pada dasar sungai memerlukan kriteria disain sedemikian sehingga bila dasar saluran disekitar pilar jembatan tersebut tergerus, maka gerusan tersebut tidak mencapai kedalaman yang membahayakan kestabilan pilar.
Saluran yang dijumpai di alam mempunyai beberapa macam morfologi sungai yaitu, sungai lurus, sungai dengan tikungan, dan sungai yang menganyam. Sungai lurus terjadi pada daerah yang belum stabil dan untuk menyalurkan energinya sungai ini akan memperpanjang aliran dan membentuk meander memperpanjang aliran dan membentuk meander . Sungai dengan tikungan dapat terjadi pada daerah aluvial atau tanah keras. Sudut tikungan yang dibentuk bisa berbagai macam, misalnya 90° atau 180°. Tipe sungai dengan tikungan pada umumnya diakibatkan karena adanya usaha sungai untuk mencapai
Sungai yang menganyam biasanya terjadi pada daerah yang terjal dengan butiran seragam dan mempunyai alur yang berpindah - pindah. Jadi setiap musim, sungai ini dapat berubah bentuk. Terdapat berbagai macam jenis pilar yang digunakan sebagai penyalur beban jembatan. Pemilihan jenis pilar umumnya ditentukan dari analisis kekuatan analisis ekonomi, analisis lingkungan.
Pada kenyataannya banyak terdapat keruntuhan pada jembatan. Hal tersebut disebabkan oleh berbagai faktor antara lain yaitu:

1. Beban yang dipikul jembatan melebihi batas maksimum yang telah ditentukan.
2. Bencana alam seperti gempa, erosi, banjir dan lain-lain.
3. Perubahan morfologi sungai akibat adanya bangunan dalam usaha sungai untuk mencapai kestabilan. Salah satu fenomena yang terjadi adalah gerusan lokal (local scouring).

Tujuan Mengetahui Scouring Pada Jembatan

Dengan mengetahui fenomena scouring maka perencana dapat melakukan investigasi terhadap saluran sehingga dapat ditentukan letak , posisi ,kedalaman dan tipe pilar maupun abutemen sehingga kecacatan dan kegagalan pada jembatan yang disebabkan scouring dapat dihindarkan. Apabila bangunan sudah beridiri maka dapat dibuatkan pengaman untuk mereduksi efek scouring tersebut agar kekuatan struktur jembatan secara keseluruhan tetap mantap.

Jenis - Jenis Scouring

Gerusan adalah proses semakin dalamnya dasar sungai karena interaksi antara aliran dengan dasar sungai. Scouring dapat diklasifikasikan menjadi:

Gerusan umum (general scour)

Gerusan umum ini merupakan suatu proses alami yang terjadi pada sungai sehingga akan menimbulkan degradasi dasar. Gerusan Umum disebabkan oleh energi dari aliran air.
Gerusan akibat penyempitan di alur sungai (contraction scour)

Gerusan lokal (local scour)

Gerusan lokal ini pada umumnya diakibatkan oleh adanya bangunan air, misal, tiang atau pilar jembatan. Gerusan local disebabkan oleh sistem pusaran air (vortex system) karena adanya gangguan pola aliran akibat rintangan.
Ada dua macam gerusan lokal, yaitu :

Clear water scour

Pergerakan sedimen hanya terjadi pada sekitar pilar. Ada dua macam:

1. Gerusan lokal tidak terjadi dan proses transportasi sedimen tidak terjadi.
2. Gerusan lokal terjadi menerus dan proses transportasi sedimen tidak terjadi.

Live bed scour

Terjadi karena adanya perpindahan sedimen. Yaitu jika:
Gerusan terlokalisir terjadi karena adanya penyempitan penampang sungai oleh adanya penempatan bangunan hidraulika.

Gerusan Total (Total Scour)

Merupakan kombinasi antara gerusan lokal (local scour) dan gerusan umum (general scour). Bisa juga kombinasi antara gerusan lokal, gerusan umum dan gerusan terlokalisir (localized scour/ constriction scour).
Berdasarkan pengamatan tentang analisa ini, maka tipe scouring yang terjadi pada struktur bawah jembatan dapat dibedakan menjadi:

1. Gerusan yang terjadi pada pilar yang terletak pada saluran lurus adalah gerusan local.
2. Gerusan yang terjadi pada pilar yang terletak pada bagian tikungan saluran adalah gerusan local ditambah dengan gerusan umum akibat tikungan saluran.
3. Gerusan yang terjadi pada abutmen jembatan adalah gerusan total, yaitu kombinasi antara gerusan local, gerusan umum dan gerusan penyempitan

Proses Terjadinya Scouring

Pada Abutemen dan Pilar

Gerusan akibat aliran air menyebabkan erosi dan degradasi di sekitar bukaan jalan air (water way openning) suatu jembatan. Degradasi ini berlangsung secara terus menerus hingga dicapai keseimbangan antara suplai dan angkutan sedimen yang saling memperbaiki.
Apabila suplai sedimen dari hulu berkurang atau jumlah angkutan sedimen lebih besar daripada suplai sedimen, maka bisa menyebabkan terjadinya kesenjangan yang begitu menyolok antara degradasi dan agradasi di lokasi dasar jalan air jembatan. Sehingga lubang gerusan (scour hole) pada abutmen maupun pilar jembatan akan lebih dalam bila tidak terdapat atau kurangnya suplai sedimen.
Demikian juga apabila tidak terdapat bangunan pengendali gerusan di sekitar abutmen ataupun pilar, maka dalamnya gerusan tidak bisa direduksi, se-hingga kedalaman gerusan bisa mencapai maksimum. Hal ini bisa menyebabkan rusaknya abutmen maupun pilar jembatan.

Pada Abutemen

Menurut Yulistianto dkk. (1998), Gerusan yang terjadi di sekitar abutmen jembatan adalah akibat sistem pusaran (vortex system) yang timbul karena aliran dirintangi oleh bangunan tersebut. Sistem pusaran yang menyebabkan lubang gerusan (scour hole), berawal dari sebelah hulu abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan arah aliran ke bawah, karena aliran yang datang dari hulu dihalangi oleh abutmen, maka aliran akan berubah arah menjadi arah vertikal menuju dasar saluran dan sebagian berbelok arah menuju depan abutmen selanjutnya diteruskan ke hilir.
Aliran arah vertikal ini akan terus menuju dasar yang selanjutnya akan membentuk pusaran. Di dekat dasar saluran komponen aliran berbalik arah vertikal ke atas, peristiwa ini diikuti dengan terbawanya material dasar sehingga terbentuk aliran spiral yang akan menyebabkan gerusan dasar. Hal ini akan terus berlanjut hingga tercapai keseimbangan.
Demikianlah Informasi teknik sipil yang dapat saya bagikan mengenai Gerusan atau scouring pada Jembatan. Semoga bermanfaat.