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.
480 участков площадью от 0,02 до 500 гектаров расположены в городских округах Клин, Дмитров, Истра и Мытищи. Их цена варьируется от 100 тыс. до 346 млн рублей. Участки возможно приобрести как для создания или развития собственного аграрного производства, так и в качестве готового арендного бизнеса. 30% земель занимают крупные профессиональные фермерские хозяйства, продукция которых поставляется в магазины «Азбука вкуса», «Перекрёсток», «ВкусВилл», «Озон», на предприятия детского питания. Также действует программа аренды участков по льготным ставкам.
Земли расположены на популярном северном направлении в 25–105 км от Москвы, в экологически чистых районах с развитой инфраструктурой и богатой историей. Две трети участков общей площадью 8400 гектаров находятся в Клину, 86 площадью 4100 гектаров — в Дмитрове, 9 площадью 171 гектар — в Мытищах. К ним ведут удобные подъездные пути от трассы Москва — Санкт-Петербург, Ленинградского, Рогачёвского и Дмитровского шоссе. Это «короткое плечо» доставки продукции 22 млн потребителей в столице и области.
Большинство участков находятся близко друг к другу — их удобно объединить для создания крупного предприятия с развёрнутой сетью инфраструктуры. Основной объём — 12,6 тыс. гектаров — предназначен под пашни и пастбища, фермы, животноводческие и овощеводческие хозяйства. В том числе это особо ценные угодья с высокоплодородными почвами. 30% участков имеют прямой доступ к воде: рекам, ручьям, прудам и озёрам. Часть расположена на мелиорируемых территориях.
Земли рассматривают для покупки или аренды подмосковные и региональные сельхозпроизводители, засеивающие большие территории на открытом грунте, — под овощеводство, тепличные хозяйства, питомники растений на продажу и для выращивания крупного рогатого скота. Это масштабный бизнес и большой объём производства, новые налоги и вливания в экономику региона, а также повышение уровня жизни в соседних населённых пунктах: землевладельцы создают рабочие места и привлекают местных.
Также Ingrad выставил на продажу земли населённых пунктов, используемые под индивидуальное жилищное строительство, и участки под рекреации. В портфеле девелопера есть пасторальные пейзажные ландшафты и участки со сложным рельефом, которые подходят для создания премиальных глэмпингов и конюшен круглогодичного содержания с гостевыми домами и коттеджами. Туристической привлекательности им добавляет богатая история и инфраструктура районов. Например, в Клину, основанном в XIV веке, красивая природа и достопримечательности, древний Дмитров — это крупнейший сельскохозяйственный район Московской области, а Яхромская пойма — один из немногих комплексных и высокопроизводительных районов в России с интенсивным уровнем агрокультуры.
В 2024 году Ingrad был приобретён компанией Sminex, которая продолжила работу под двумя брендами. Девелопер проанализировал активы и структурировал их в соответствии с собственной стратегией. Земли в Подмосковье компания поддерживает в пригодном для сельхозпроизводства состоянии: вспахивает, обрабатывает от вредителей и сорных растений, проводит благоустройство территории. За счёт этого будущие арендаторы или собственники могут быстро ввести участки в сельскохозяйственный оборот и начать получать прибыль от бизнеса.