Как повысить несущую способность сваи в условиях вечной мерзлоты

Ученые Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета  разработали новый способ повышения несущей способности композитной сваи по грунту. На изобретение зарегистрирован патент РФ № 2720595.

Разработка позволяет достигать высоких значений несущей способности сваи при ее применении в условиях многолетнемерзлых грунтов. Наиболее эффективно применение в композитных и стальных сваях, прочность смерзания (адгезия) с мерзлыми грунтами у которых меньше прочности смерзания бетона.

Как известно, основной материал для строительства на Крайнем Севере – сталь. Но сталь подвержена коррозии, даже если красить её каждые два года. Композитные материалы не нуждаются в покраске; нанести на них покрытие, устойчивое к коррозии, ультрафиолету и перепадам температуры можно сразу на заводе-изготовителе. Поэтому изобретатели из СПбГАСУ остановили свой выбор на полностью композитной свае.

«У композита есть особенность – низкая адгезия (сцепление с мёрзлым грунтом), что делает применение данных свай перспективным для защиты легких зданий от сил морозного пучения. По этой же причине несущая способность простых композитных свай в мерзлых грунтах также снижается. Поскольку их предполагается использовать в условиях вечной мерзлоты, необходимо обеспечить и проскальзывание, и "зацеп"», – рассказал один из авторов изобретения, аспирант кафедры геотехники СПбГАСУ Андрей Бояринцев.

Вместе со своим соавтором, доцентом кафедры геотехники Сергеем Ланько, А. Бояринцев стал искать замену уже существующим решениям. Внимание ученых привлекла технология, которая используется для увеличения «зацепа» композитной арматуры в бетоне при помощи песка. Несущая способность сваи при применении данной технологии усиливается за счет повышения грубости боковой поверхности, то есть создания неровностей, обеспечивающих больший «зацеп».

Повышение прочности смерзания грунта или грунтового раствора с боковой поверхностью сваи достигается созданием искусственной шероховатости на наружной поверхности сваи с помощью материала, который формирует необходимую шероховатость (он может быть сыпучим). В качестве связующего материала можно использовать, например, клей. Способ может применяться в условиях Крайнего Севера, в любых сваях (композитных и стальных) в условиях вечной мерзлоты и талых грунтов.

«Разработка приобретает дополнительную актуальность в условиях глобального потепления. Повышать несущую способность свай в таких условиях крайне необходимо», – уверен Сергей Ланько.