Весной 2019 года подвели итоги конкурса «У.М.Н.И.К.-2018» (участник молодежного научно-инновационного конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Эксперты отметили 15 проектов молодых омских ученых, которые получат финансирование в размере 500 тысяч рублей. «Коммерческие вести» познакомят читателей с авторами наиболее интересных проектов.
Гражданское строительство не входит в число высокотехнологичных отраслей, где широко используются инновации, ведутся разработки новых методов. Тем более интересна тема, с которой на конкурс «УМНИК» вышла старший преподаватель Омского технического университета Анастасия РУСАНОВА. О плюсах свай с увеличенной площадью боковой поверхности, а проще говоря, имеющих на срезе форму треугольника, с автором идеи говорила обозреватель «Коммерческих вестей» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Анастасия, всегда считала, что сваями занимаются в строительных вузах. Как получилось, что преподаватель ОмГТУ увлекся этой темой и в чем состоит ваше предложение?
– Я работаю на кафедре “Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология”. Основное научное направление моей деятельности — механика грунтов, основания и фундаменты (как производственных объектов, так и жилых домов). Еще в студенчестве, когда нам на лекции рассказывали, какие бывают сваи (а они обычно квадратного сечения), возник вопрос: что будет, если ее сделать, допустим, треугольной или в виде звездочки (а это возможно). Так возникла идея посмотреть, как покажут себя сваи в виде банального равностороннего треугольника. В итоге путем нехитрых расчетов мы получили, что периметр у треугольника больше, чем у квадрата. Сторон меньше, а длина их больше. Таким образом, когда свая погружается в грунт, увеличивается площадь их соприкосновения. А она держится как раз за счет силы трения с грунтом. И чем она значительнее, тем свая может нести большую нагрузку. Объем же материалов, затраченных на изготовление этой сваи, остается прежним.
Все настолько просто, что я сама удивилась. Конечно, предприятиям придется понести затраты на изготовление таких свой, как минимум, сделать формы для их изготовления. Однако, поскольку речь идет о равностороннем треугольнике, уровень налива в форму будет регулировать длину стороны сваи. Соответственно, одна форма может выдавать целый типоразмерный ряд.
– Как это выглядит?
– Представьте себе форму под стержень сваи, продольное сечение которого имеет вид равностороннего треугольника углом вниз. Сколько налил в нее раствора, такой толщины свая и получилась. А квадрат — он либо 30 на 30, либо 40 на 40, т.е. одна форма – одна свая.
– Для каких сооружений такие сваи подойдут?
– Для любых. Ограничение здесь не по сооружениям, а по типу грунта. Если это слабые глины или суглинки, то скорее всего придется использовать другие решения устройства фундамента. Мы исходим из идеи, что свая будет соответствовать требованиям ГОСТа привычных квадратных свай.
– На каком типе грунтов вы просчитывали идею?
– На пылевато-глинистом грунте с показателем текучести 0,2. Он средний – это не песок, но и не совсем уж неустойчивый. Такой достаточно распространен в России, в частности в Омской области. При одних и тех же условиях по сравнению с обычной квадратной сваей при использовании треугольной экономия составит около 11 процентов.
– 11 процентов экономии материала?
– И материала, и увеличения несущей способности, и снижения стоимости. Мы закладываем те же материалы, а несущая способность (сколько нагрузки свая может выдержать в грунте без потери своей устойчивости) увеличивается. А если нам такая большая не нужна, то можем ее снизить до привычной и получить сокращение материалов. Делаем сваи тоньше, бетона заливаем меньше. Идет экономия материалов и средств на 11 процентов по сравнению с технологией применения квадратных свай. Потом, ведь можно просто уменьшить количество свай в фундаменте.
Конечно, нельзя будет просто взять готовый проект и заменить в нем квадратные сваи на треугольные, выкинув часть. В фундаменте очень важно взаимное расположение свай относительно друг друга. Если они будут треугольные, то скорее всего придется менять их взаимную ориентацию, а значит, и проект фундамента. Плюс сваи в фундаменте связываются друг с другом посредством ростверка. Поэтому нужно решить, как делать опалубку под ростверк, – одно дело выполнить “корытце” под прямоугольник, а другое – под острые углы. Но думаю, это осуществимо, ведь опалубка деревянная.
– Как вы собираетесь коммерциализировать проект?
– Можно получить патент на изобретение и передавать компаниям права на его использование. Это изобретение будет интересно предприятиям, которые сами и изготавливают железобетонные изделия, и проектируют дома, и строят их. У нас есть такие предприятия. Они получат серьезный выигрыш. Но прежде чем выходить на них, нужно проверить еще несколько моментов, например, поведение сваи в грунте. Этим я и занимаюсь сейчас. А еще нужно посмотреть взаимное расположение свай в грунте.
– Как планируете этим заниматься? Моделировать на компьютере?
– Нет, это будет стендовый эксперимент. Сначала замерю напряжение, которое возникает в грунте при вдавливании свай. Если оно будет большое, нужно будет вносить изменения в расположение свай. При большом давлении они могут либо не забиться, либо сломаться.
– Когда получите патент?
– Я уже начинаю готовить на него документы. Обычно на прохождение всех экспертиз уходит два года. Однако может быть затрачено и больше времени. Параллельно с заявкой на патент делаю опыты. Кстати, у меня уже два патента на это изобретение оформлены.
– Давно вы занимаетесь этой темой?
– С 2015 года.
– Вашей идее уже четыре года, а о ней мало кто слышал. Вы выходили на производителей?
– У нас не было доказательств, что идея стоящая. Строительные компании хотят получать выгоду сейчас, а если к ним придешь и скажешь: «Чтобы получить 11 процентов, вы должны столько-то денег вложить», вряд ли это кого-то заинтересует. Ведь даже форма для свай стоит около двух млн. рублей. Кроме того, нужно будет переделать проект фундамента. Кстати, свая, чтобы ее начали широко применять, должна пройти ряд испытаний и экспертиз для получения сертификата соответствия. Одним из обязательных элементов этой процедуры являются полевые испытания сваи, проводимые в течение года.
– Вы выиграли на конкурсе 500 тыс. рублей и через два года должны представить итоги своих исследований. Чего от вас ждут?
– Я должна показать результаты стендовых испытаний на вдавливающую нагрузку, т.е. сравнить круг, квадрат и треугольник, представить данные о напряжении в грунте. На второй год предстоит разработать программный продукт, который позволит рассчитывать несущую способность свай.
– Анастасия, вы работаете на факультете транспорта, нефти и газа. Как ваша тема связана с нефтегазовой промышленностью?
– Когда я начала заниматься этим проектом, он был узкоспециализированным — представляла сваи под резервуар для нефти. Я с ним выходила на конкурс «УМНИК». Но тема жюри не заинтересовала. Тогда мы подумали, что ее можно сделать шире и ближе к обычному человеку, понятной не только инженерам и проектировщикам нефтегазовой отрасли. И тогда мне удалось выиграть.
– Какие вопросы вам задавало жюри?
– Спросили, почему никому до меня не пришла идея сделать треугольные сваи (смеется). А я не знаю почему. Когда изучала литературу, то выяснила, что в 70-е годы в стране что-то даже построили на треугольных сваях. Почему они не получили широкого применения, непонятно.
– Анастасия, как используете свое свободное время?
– Вяжу крючком – одежду, скатерти, салфетки. Люблю вышивать крестиком (смеется). Понимаю, что это даже звучит старомодно! Но мне нравится. Я создаю картины, панно. Некоторые висят у нас на кафедре. А еще делаю совушек из полимерной глины. Путешествую в ходе командировок. А они случаются в связи с тем, что я являюсь членом Молодежного Совета нефтегазовой отрасли при Министерстве энергетики РФ. Мы регулярно собираемся и решаем проблемы молодежи: как замотивировать студента учиться на нефтегазовом факультете, как сделать, чтобы работникам было интересно на предприятии и т. д. В прошлом году у нас был профильный форум в Казани, который проводила компания «Татнефть». Я там участвовала в разработке проекта «Международного нефтегазового молодежного форума». Он, кстати, прошел в июле 2019 года в Альметьевске (Республика Татарстан).
– Вы состоите в Совете, мотивируете людей работать в Омске, а сами как относитесь к этому вопросу?
– Молодежь реально уезжает. Я несколько лет работаю в приемной комиссии ОмГТУ и вижу, как падает балл поступающих. Те, у кого он повыше, благополучно уезжают в Новосибирск, Екатеринбург, но в основном в Москву и Санкт-Петербург. Думают, что там будет проще. Но трудности подстерегают нас везде… Отток молодых перспективных людей из Омска очень печалит. Ведь только активная молодежь может стать основой стабильного развития нашего города.
Биография
Анастасия РУСАНОВА родилась 31 марта 1993 года в Омске. В 2011 году окончила СОШ № 32, поступила в ОмГТУ на факультет транспорта, нефти и газа. После получения диплома бакалавра в 2015 году осталась работать на кафедре «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология» в должности ассистента, поступила в магистратуру. С 2017 года, после окончания ОмГТУ, работает преподавателем кафедры «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология». С 2019 года – старший преподаватель.
