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.
29 октября 2025 года состоятся торги в рамках городской программы «Рубль за метр» в отношении объекта культурного наследия регионального значения «Павильон минеральных вод Верландера». Инвесторы получат возможность восстановить историческое здание, расположенное в Красном Селе, на льготных условиях долгосрочной аренды. Заявки на участие в аукционе принимаются до 27 октября.
Павильон минеральных вод Верландера — здание лимонадного завода, построенное в 1881 году. В состав комплекса помимо двухэтажного здания самого завода (кирпичный первый этаж и деревянный второй) входили колодцы, источник с чистейшей ключевой водой, теплицы и большой фруктовый сад.
«Павильон Верландера – часть промышленной истории Петербурга, связанная с развитием железных дорог и предпринимательства. Сохранение исторического и архитектурного наследия Северной столицы – наш долг перед будущими поколениями. Сегодня это часть одного из 10 приоритетных городских проектов до 2030 года, – отметил губернатор Александр Беглов. – Городская программа «Рубль за метр» позволяет привлекать к этой работе ответственный петербургский бизнес. Предприниматели, которые с любовью и заботой относятся к нашему городу, помогают нам восстанавливать здания по всему Петербургу, а не только в центральных районах».
Глава города напомнил, что программа «Рубль за метр» стартовала в Петербурге в 2018 году. С ее помощью уже полностью возрождены и переданы арендаторам на льготных условиях два объекта – Александровские ворота Охтинских пороховых заводов, а также Особняк-контора и здание библиотеки лесопильного производства Ф.Я. и Н.Я.Колобовых на Петроградской стороне. Ещё 14 объектов находятся в стадии реализации проектов.
Программа направлена на привлечение инвесторов для восстановления и вовлечения в оборот неиспользуемых объектов культурного наследия, находящихся в неудовлетворительном состоянии.
***
Основатель выставленного на аукцион бывшего завода, Александр Петрович Верландер – предприниматель и меценат, автор нескольких справочников по железнодорожному делу. Он был начальником железнодорожной станции в Красном Селе, затем ревизором всей Балтийской железной дороги.
Завод производил различные сорта лимонада и сельтерскую воду. Основными потребителями лимонада были дачники, направлявшиеся в петербургские пригороды, и пассажиры Балтийской железной дороги.
В 1890-е годы завод минеральных вод Верландера получил почётный статус поставщика императорского двора. В 1912–1917 годах, после смерти основателя, менял хозяев. Производство пришло в упадок, качество его продукции снизилось. После Октябрьской революции лимонадный завод был национализирован. Ещё в 1920-е годы он работал и назывался Дудергофским заводом минеральных вод Пищетреста.
По условиям программы «Рубль за метр» победитель торгов должен за свой счет восстановить аварийный объект в течение установленного срока в соответствии с документацией КГИОП. Во время проведения реставрации инвестор платит арендную плату в размере, определённом по результатам аукциона. После выполнения всех работ аренда составит 1 рубль за квадратный метр в год на 49 лет.