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.
Главгосэкспертиза России одобрила строительство четырехзвездочного гостиничного комплекса в поселке Микли Лахденпохского района. Проект реализуется при поддержке Корпорации Туризм.РФ в рамках национального проекта «Туризм и гостеприимство».
Территория для отеля выбрана в окружении заповедного леса на горно-холмистых ландшафтах национального парка «Ладожские шхеры», на берегу излучины озера Метсоланселькя, одного из заливов крупнейшего пресного водоема Европы – Ладожского озера.
Общая площадь составит более 14 тысяч кв. м. В отеле запланировано создание 128 номеров разного уровня комфортности, в том числе часть из них будут оборудованы специально для маломобильных групп населения.
Проект включает в себя создание многофункционального гостиничного комплекса. В нем разместят 82 номера на 226 человек, СПА центр с крыто-открытым бассейном и банным комплексом, ресторан, конференц-залы и административный блок.
«Гостиничный комплекс спроектирован как здание переменной этажности, максимальной – 7 этажей. В плане здание - многоугольник неправильной ассиметричной формы, площадь этажей уменьшается от нижнего к верхним, создавая эффект природной, а не рукотворной формы. Объем здания разделен общим остекленным атриумом на два равнозначных, ассиметричных крыла, при этом второй свет атриума предусмотрен вплоть до 7 этажа, переменной плане формы – от второго к вышележащим этажам он становится уже, напоминая расщелину в скале. Такие архитектурные решения призваны подчеркнуть окружающий ландшафт. Все – от материалов до фактур фасадов – сочетаются с уникальной северной природой», – рассказала эксперт Главгосэкспертизы России Оксана Пономарева.
Также запланировано строительство 11 отдельностоящих двухэтажных коттеджей, двух сблокированных коттеджей высотой в два этажа, а также банного комплекса и чайного домика.
Кроме того, проект предполагает строительство вспомогательных и технических помещений, а также благоустройство территории вокруг отеля. Так, будут созданы семь беседок для отдыха и конференц-павильон.