Глобальное потепление, последствия которого ощущаются на Крайнем Севере, как известно, приводит к деформации многолетнемерзлых грунтов. А это может сказаться на разрушении фундаментов жилых и производственных зданий, построенных в арктических регионах. В последние годы риски, связанные с этим процессом, стали проявляться все более отчетливо.
ФОТО Vidar Nordli-Mathisen on Unsplash
Известные в отрасли апробированные технологии не всегда эффективны, считают специалисты. Традиционные методы недостаточно надежны, малоадаптивны к неоднородным грунтам, что критично для развития инфраструктуры в студеных регионах, и к тому же дорогостоящие. А создать новые конструкции с учетом экстремальных условий Арктической зоны сложно, хотя над решением этой задачи работают многие вузы и научные центры страны.
Активно движутся в этом направлении и сотрудники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, где при Институте машиностроения, материалов и транспорта был создан научно-технологический центр «Новые технологии и материалы». Специалисты центра предложили свое решение этой сложной проблемы. Надежность зданиям, построенным на многолетнемерзлых грунтах, считают они, обеспечат буроопускные сваи, сделанные из стеклопластика с особым способом намотки армирующего материала. По мнению ученых, это не только уменьшит вес и материалоемкость строительных свай, но и приведет к росту их несущей способности.
Статья по теме:
Инженеры-конструкторы центра разработали также цифровую модель взаимодействия такой сваи с многолетнемерзлыми грунтами. Она позволит подбирать оптимальные параметры с учетом нестандартных и разнородных грунтов, а также прогнозировать с высокой точностью поведение свай в мерзлых грунтах, полагают ученые. Весь созданный ими комплекс состоит, таким образом, из конструктивных элементов, испытания которых проводятся нынче на севере, под Якутском, и новых решений для цифрового моделирования.
Работа над проектом потребовала нестандартного синтеза материаловедения и цифрового инжиниринга, отметил Иван Карпов, сотрудник научно-технологического центра. По его словам, политехникам удалось создать не просто более легкие и прочные сваи, которые станут настоящим подарком для строителей-северян. Они сформировали при этом целостную технологию — от виртуального проектирования до стендовых испытаний, — адаптированную под экстремальные условия Арктики.
Согласно расчетам, она позволит снизить (до 10 %) затраты на возведение фундаментов в условиях многолетнемерзлых грунтов благодаря использованию полимерных материалов, свай новой конструкции и более быстрому проектированию с помощью цифровой модели. А это важно для Крайнего Севера, где строятся жилые и инфраструктурные объекты, работают нефтегазовые компании, горнопромышленные предприятия и т. д.
Политехники планируют, завершив этап стендовых и натурных испытаний, приступить к опытно-промышленной эксплуатации своей разработки. И до 2030 года запустить ее в промышленное производство, запатентовав решения и подготовив регламент серийного производства новых свай.
«Эта перспективная разработка — значимый результат, достигнутый в ходе реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030», подчеркнул вице-губернатор Северной столицы Владимир Княгинин. — Ее применение будет способствовать обеспечению национальных интересов нашей страны в сфере освоения ее Арктической зоны. Петербургские вузы и научные организации ведут в этом направлении большую работу».
Читайте также:
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 199 (8021) от 24.10.2025 под заголовком «Подарок строителям-северянам».