Петербургские ученые разработали уникальные сваи для устойчивого строительства на вечной мерзлоте
Инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали конструкцию облегченной буроопускной сваи из стеклопластика со сниженной материалоемкостью, а также создали адаптивную цифровую модель, позволяющую прогнозировать ее поведение в многолетнемерзлых грунтах. Разработка имеет большой потенциал внедрения при строительстве инфраструктуры в Арктике. Работы осуществлялись при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030».
Строительство на территориях распространения многолетнемерзлых грунтов (ММГ) сопряжено с высокими рисками деформаций и разрушений фундаментов из-за сложных геокриологических условий и изменения климата. Широко применяемые сегодня традиционные решения имеют высокую стоимость и при этом недостаточно надежны и адаптивны к неоднородным грунтам, что особенно критично для развития инфраструктуры в Арктической зоне.
Исследователи Научно-технологического комплекса «Новые технологии и материалы» Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ создали конструкцию буроопускной сваи из стеклопластика, применив оригинальную технологию изготовления макетов. Она заключается в особом способе намотки армирующего материала. Все это позволило снизить вес конструкции сваи более чем на 6%, а материалоемкость – на 5% при одновременном росте несущей способности по сравнению с традиционными решениями.
Кроме того, инженеры разработали адаптивную цифровую модель взаимодействия сваи с многолетнемерзлыми грунтами. Такая модель способна прогнозировать поведение сваи в ММГ грунте с точностью до 95%. Технология объединяет стендовые испытания (которые проводятся в Якутске) и цифровое моделирование, позволяя оперативно подбирать оптимальные параметры свай под нестандартные и разнородные грунтовые условия.
Как отметил инженер-исследователь НТК «Новые технологии и материалы» Иван Карпов, работа над проектом потребовала нестандартного синтеза материаловедения и цифрового инжиниринга.
«Нам 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» – прокомментировал он результаты работы.
Разработка «политехников» позволяет снизить общие затраты на возведение фундаментов в условиях многолетнемерзлых грунтов до 10% за счет использования полимерных материалов, новой конструкции сваи, а также ускорения проектирования с помощью цифровой модели. Повышенная надежность фундаментов снижает риски аварий и дорогостоящих ремонтов, обеспечивая долгосрочную устойчивость объектов инфраструктуры, что особенно актуально для территорий Крайнего Севера. Новая технология может быть востребована в нефтегазовой отрасли, энергетике и жилищном строительстве, а ее масштабируемость дает большие возможности коммерциализации.
«Эта перспективная разработка является еще одним важным результатом петербургских исследователей, достигнутым в ходе реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Ее применение будет во многом способствовать обеспечению национальных интересов освоения и развития Арктической зоны нашей страны. Сегодня на базе петербургских вузов и научных организаций развернута масштабная работа в этом направлении. Мы и дальше будем оказывать им необходимую поддержку. Развитие науки и новых технологий – один из ключевых приоритетов для нашего города, - подчеркнул Владимир Княгинин.
В планах разработчиков до 2030 года пройти путь от стендовых и натурных испытаний до опытно-промышленной эксплуатации и промышленного освоения технологии. Планируется полная верификация цифровой модели, патентование ключевых решений и разработка регламентов серийного производства свай. В перспективе технология может быть внедрена в строительные нормы. Дальнейшее развитие проекта предполагает масштабирование производства и адаптацию решения под различные типы многолетнемерзлых грунтов.
ООО «ТРАНСЭКО» приступило к реализации инвестиционного проекта по строительству современного логистического центра в Дудинке. Статус резидента Арктической зоны РФ (АЗРФ) компания получила при содействии Корпорации развития Енисейской Сибири.
Планируется, что новый логистический хаб начнет работу в 2027 году и будет обрабатывать специализированные грузы, в том числе автошины и материалы из резины.
«Логистический центр в Дудинке – это проект, который станет важным звеном в жизнеобеспечении одного из ключевых арктических районов. Уникальность объекта заключается в его узкой специализации на материалах, критически важных для работы промышленности в условиях Крайнего Севера. Мы видим значительный спрос на такие услуги и уверены в высокой рентабельности и окупаемости проекта. Благодаря льготам и преференциям в Арктике созданы выгодные условия для реализации бизнес-инициатив», – отметил генеральный директор ООО «ТРАНСЭКО» Сергей Рупенко.
Основными клиентами хаба станут крупные промышленные предприятия, работающие в регионе. Объем инвестиций в проект по соглашению с Корпорацией развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ) превысит 61 млн рублей.
«Реализация подобных инфраструктурных проектов крайне важна для комплексного развития Арктической зоны. Создание современного логистического хаба в Дудинке не только поддержит деятельность ведущих промышленных компаний региона, но и будет способствовать повышению эффективности грузопотоков. Мы со своей стороны обеспечиваем все необходимые меры поддержки в рамках статуса резидента АЗРФ», – рассказала Анастасия Жук, директор департамента сопровождения реализации инвестиционных проектов АЗРФ КРДВ.
В настоящее время в Арктической зоне Красноярского края проекты реализуют 38 резидентов, а общий объём инвестиций составляет 4,08 млрд рублей. В результате реализации проектов создается более 600 рабочих мест. Функции управляющей компании для работы с резидентами Арктической зоны на территории Красноярского края выполняет Корпорация развития Енисейской Сибири.