Конструкцию буроопускной сваи из стеклопластика разработали в Научно-технологическом комплексе «Новые технологии и материалы» Института машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Технология позволит удешевить строительство инфраструктуры на территории вечной мерзлоты и повысить устойчивость сооружений.
Решения, которые сейчас применяются для строительства в Арктической зоне, имеют высокую стоимость и при этом недостаточно надежны и адаптивны к неоднородным грунтам, что критично для развития инфраструктуры на этой территории. Как объяснили авторы разработки, благодаря специальной технологии намотки армирующего материала вес буроопускной сваи по сравнению с традиционными конструкциями снизился более чем на 6 %, материалоемкость — на 5 %, а ее несущая способность увеличилась.
В дополнение инженеры создали адаптивную цифровую модель взаимодействия сваи с многолетнемерзлыми грунтами. Она с точностью до 95 % прогнозирует поведение сваи и позволяет оперативно подбирать оптимальные параметры под нестандартные грунтовые условия.
Использование разработки Политеха сократит затраты на возведение фундаментов примерно на 10 %, ускорит проектирование, снизит риски аварий и дорогостоящих ремонтов, обеспечит долгосрочную устойчивость объектов инфраструктуры.
«Удалось не просто создать более легкую и прочную сваю, а сформировать целостную технологию — от виртуального проектирования до стендовых испытаний, адаптированную под экстремальные условия Арктики. Это результат, который делает строительство на вечной мерзлоте не только более надежным, но и экономически оправданным», — отметил инженер-исследователь Научно-технического комплекса «Новые технологии и материалы» института Иван Карпов.
В СПбПУ уточнили, что верификацию цифровой модели, патентование ключевых решений и разработку регламентов серийного производства свай планируют завершить до 2030 года. Далее эту технологию можно внедрить в строительные нормы. Новое решение может быть востребовано в нефтегазовой отрасли, энергетике и жилищном строительстве.
«Потенциал использования композиционных материалов в изделиях в различных отраслях промышленности — от нефтегаза до строительства — в России очень высок в силу их улучшенных технических, эксплуатационных и стоимостных характеристик. По прогнозам, российский рынок композиционных материалов с 2025 по 2027 год в денежном выражении вырастет более чем на 25 %», — объяснил директор Научно-технического комплекса Алексей Альхименко.
«Технологии, объединяющие свойства композиционных материалов с возможностями цифрового инжиниринга, будут способствовать достижению лидерства России в инжиниринге композитов», — подчеркнул он.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
