Kalkulator wyporu studni
Siły [kN]
Wypór W (↑): 18,11 kN
Ciężar własny Gₛ (↓): 34,17 kN
Stateczność
R = Gs + T = 34,17 kN
R/W = 1,89 (≥ 1,1)
Weryfikacja
| Sprawdzenie | Obliczone | Dopuszczalne | Stopień wykorzystania | Status |
|---|---|---|---|---|
| Stateczność na wypór | R/W = 1,89 | ≥ 1,1 | 58,3% |
Szczegóły obliczeń
Geometria
Dzew = 1,24 m, Dwew = 1 m
H = 3 m, wysokość zanurzona hw = 1,5 m
Siły
W = 18,114 kN
Gs = 34,17 kN
Projektujesz sieci? Wygeneruj automatycznie profil podłużny i wyeksportuj do CAD-a.
Wklej współrzędne — Altivo policzy spadki i rzędne, a eksport DXF wpina się prosto w AutoCAD. Bez instalacji, bez dongla, w przeglądarce.
Jak korzystać z kalkulatora wyporu studni
Kalkulator sprawdza, czy pusta, zamknięta studnia (komora, studzienka) zakopana poniżej zwierciadła wody gruntowej nie wypłynie pod działaniem wyporu hydrostatycznego, i dobiera potrzebne dociążenie.
Sprawdzenie wykonywane jest dla najgorszego przypadku: studnia pusta i wodoszczelna, woda gruntowa na miarodajnym (wysokim) poziomie.
Mechanizm wyporu
Pusta, wodoszczelna studnia zachowuje się jak zatopiony pływak: woda gruntowa wypiera objętość zewnętrznej bryły poniżej zwierciadła. Jeśli wypór przewyższa ciężar własny, studnia wypływa.
Warunek stateczności: R ≥ SF·W, gdzie W = γ_w · V_zanurzona, a R to suma sił stabilizujących.
Miarodajny jest stan pustej studni przy najwyższym wiarygodnym poziomie wody (często na poziomie terenu).
Siły
Wypór W (destabilizujący)
Archimedesowy wypór działający na objętość studni poniżej zwierciadła wody. γ_w = 10 kN/m³.
Ciężar własny Gₛ (stabilizujący)
Ciężar konstrukcji studni (ściany + płyta denna) oraz ewentualny dodatkowy ciężar stały (pokrywa, zwężka).
Opór gruntu T (opcjonalny)
Tarcie pobocznicy mobilizowane między zasypką a ścianą studni. Domyślnie wyłączone — zasypka studni jest wąska i przekładana, więc tarcie jest niepewne. Przy poszerzonej podstawie tarcie i ciężar gruntu na kołnierzu to alternatywne mechanizmy — decyduje mniejszy z nich, nigdy suma.
Dwie metody sprawdzenia
Globalny współczynnik (przesiewowy)
Zapas stateczności (Gₛ+T)/W porównany ze współczynnikiem SF (domyślnie 1,1). Szybka ocena wstępna. Dociążenie betonem o ciężarze efektywnym γ′ ≈ 14 kN/m³ (24 − 10).
Eurokod 7 (PN-EN 1997, UPL)
Stan graniczny wyporu: 1,0·W_k ≤ 0,9·G_k + T_d, raportowany jako wykorzystanie Eₔ/Rₔ ≤ 1 (nie iloraz względem SF). Dociążenie betonem o ciężarze efektywnym γ′ ≈ 11,6 kN/m³ (0,9·24 − 1,0·10).
Dociążenie
Gdy siły stabilizujące nie pokonują wyporu z wymaganym zapasem, kalkulator dobiera objętość betonowej komory dociążającej Vb i przelicza ją na wysokość Hb przy założonej średnicy płyty kotwiącej. Wymiarowana jest tylko objętość dociążenia — nie jego połączenie konstrukcyjne ze studnią.
Poza zakresem
Kalkulator sprawdza wyłącznie globalną stateczność na wypór. Świadomie pomija:
- połączenie konstrukcyjne studni z płytą / komorą dociążającą,
- zbrojenie i przebicie płyty dennej,
- siły od podłączonych rur,
- osiadanie konstrukcji,
- filtrację, wyparcie dna (HYD) i unoszenie (heave).
Norma ATV-DVWK-A 127 dotyczy statyki rur zakopanych, a nie wyporu studni — celowo nie jest tu podstawą obliczeń.
Normy i źródła
- PN-EN 1997-1 (Eurokod 7) — stan graniczny UPL (wypór).
- PN-EN 1610 — wykonanie i badanie przewodów oraz studni.