По конкурсу на грантовое финансирование по научным и (или) научно-техническим проектам на 2023-2025 годы (Министерство науки и высшего образования Республики Казахстан)
Актуальность
Современные методы устройства фундаментов сталкиваются с рядом проблем, таких как высокая материалоемкость, неравномерное распределение нагрузки в грунте, недостаточная прочность конструкций и их уязвимость к внешним воздействиям, включая агрессивные среды и высокие эксплуатационные нагрузки. Актуальность проекта подтверждается тем, что более 70% фундаментов в г. Астана и других городах Казахстана представлены именно глубокозаложенными фундаментами (в основном, сваями заводского изготовления). Однако классические забивные сваи квадратного сечения имеют ряд ограничений, связанных с их несущей способностью и долговечностью, что требует разработки новых конструктивных решений и улучшения материалов. Проект направлен на создание нового типа свайных фундаментов, в которых за счет посекционного смещения сваи на разный угол поворота относительно оси симметрии достигается повышение несущей способности по грунту. Дополнительно разработана инновационная комплексная модифицированная добавка, содержащая отходы промышленности (соапсток, послеспиртовая барда, микрокремнезем, фосфогипс). Данная добавка способствует увеличению прочности бетона, его гидрофобности и долговечности, снижая затраты на производство и повышая экологичность строительства. Внедрение данной технологии позволит существенно повысить эффективность строительства, снизить затраты на устройство фундаментов и обеспечить их надежность в сложных инженерно-геологических условиях. Данный проект имеет научную и практическую значимость, так как объединяет геотехнические исследования с разработкой новых строительных материалов, что делает его перспективным для внедрения в строительную отрасль.
Цель
Разработка конкурентоспособной технологии производства фундамента глубокого заложения с точки зрения нового конструктивного решения и улучшенного технологического состава.
Ожидаемые и достигнутые результаты
2023 год:
1.Подготовлены исследовательские программы и условия реализации научно-технического проекта.
2. Выполнены геотехнические исследования фундамента глубокого заложения, в том числе: проведены расчеты по группам предельных состояний, а также методом численного моделирования; выполнены лотковые испытания в сравнении с классическим исполнением фундаментов глубокого заложения.
2024 год:
1. Выполнены исследования материала фундамента глубокого заложения.
2. Проведены исследования характеристик компонентов состава фундамента глубокого заложения (песка, щебня, цемента), а также компонентов предлагаемой модифицированной добавки (послеспиртовая барда, фосфогипс, микрокремнезем).
3. Разработан рабочий технологический состав производства фундаментов глубокого заложения.
4. Опубликованы следующие научные статьи:
— Assessment of the bearing capacity of variable profile piles in soil using model tests on a testing apparatus. R. Lukpanov, D. Tsygulov, Zh. Zhantlessova, I. Brovko, D. Dyussembinov, A. Altynbekova, R. Rahimov; Eastern-European Journal of Enterprise Technologies (2024), 2(1 (128)):6-13. DOI:10.15587/1729-4061.2024.301421;
— Selection of equivalent material for soil testing using piles on a scale model testing apparatus Lukpanov, R., Tsygulyov , D. ., Zhantlessova, Z., Altynbekova, A., Yenkebayev , S. ., & Kozhahmet , M. . (2024). GEOMATE Journal, 26(117), 11–18;
— Experimental investigation of modified additive for the production of deep reinforced concrete foundations / R.E. Lukpanov, I.S. Brovko, Zh. B. Zhantlessova, Altynbekova, A., Tsygulyov, D. ., Orazova, D.// Proceeding of 2 International Conference on Wireless Technologies, Networks & Sciences-2024;
— Исследование работы свай переменного профиля с использованием метода численного моделирования в программном комплексе PLAXIS 2D. Лукпанов, Р., Цыгулев, Д., Дюсембинов, Д., Алтынбекова, А., Токанов, Д., & Енкебаев, С. Вестник ВКТУ, (2024);
— Research on the influence of microsilica on the strength of concrete used in the composition of a two-component modified additive / Lukpanov R., Dyussembinov D., Zhantlessova Zh., Altynbekova A., Yenkebayev S., Tsygulyov D., Shakhmov Zh.A. // Mechanics and Technology / Scientific journal. – 2024. – No.2(84). – P.112-121. https://doi.org/10.55956/XATN3136.
5. Получены следующие охранные документы:
— Авторское свидетельство № 40311 от «9» ноября 2023 года «Конструктивное решение железобетонной забивной сваи с поворотными секциями». Авторы – Бровко И.С, Лукпанов Р.Е., Дюсембинов Д.С., Алтынбекова А.Д., Жантлесова Ж.Б., Енкебаев С.Б., Цыгулев Д.В.;
— Авторское свидетельство № 46094 от «21» мая 2024 года «Двухкомпонентная модифицированная добавка для улучшения физико-механических свойств тяжелого бетона забивных свай». Авторы: Лукпанов Р.Е., Дюсембинов Д.С., Бровко И.С., Алтынбекова А.Д., Жантлесова Ж.Б., Цыгулев Д.В., Енкебаев С.Б.
2025 год:
1. Будет произведено строительство и монтаж производственной площадки (технологической линии) по изготовлению опытной продукции фундаментов глубокого заложения предлагаемым методом и составом.
2. Будет выполнен комплекс испытаний опытных образцов фундаментов глубокого заложения на вдавливающую и выдергивающую статическую нагрузку, а также их сплошность.
3. Будут подготовлены и отправлены на публикацию научные статьи:
— не менее 1 (одной) статьи и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти);
— либо не менее 1 (одной) статьи и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти);
— либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, индексируемом в Science Citation Index Expanded и входящем в 1 (первый) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 80 (восьмидесяти).
— в журнал в базе Scopus;
— в сборник трудов, входящих в базу данных Scopus;
— заявка на выдачу патента РК;
— не менее 1 (одной) статьи и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти);
— либо не менее 1 (одной) статьи и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти);
— либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, индексируемом в Science Citation Index Expanded и входящем в 1 (первый) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 80 (восьмидесяти);
— ППР по возведению производственной площадки (технологической линии) по изготовлению опытной продукции фундаментов глубокого заложения; — технический регламент на производство продукции.
Исследовательская группа проекта
| № | ФИО, степень, звание | Позиция в проекте | Период участия в проекте | Идентицикаторы |
| 1 | Цыгулев Денис Владимирович | Научный руководитель проекта | 2023-2025 | Scopus ID: 57204727444 Researcher ID: EAJ-7827-2022 ORCID: 0000-0002- 7061-699Х |
| 2 | Лукпанов Рауан Ермагамбетович, PhD, профессор | Старший научный сотрудник | 2023-2025 | Scopus ID: 26031561100 Researcher ID: AAE-5779- 2021 ORCID: 0000-0003- 0085-9934 |
| 3 | Дюсембинов Думан Серикович, к.т.н., доцент | Научный сотрудник | 2023-2025 | Scopus ID: 57223122454 Researcher ID: HKF-8522-2023, KMK-2986-2024 ORCID: 0000-0001-6118-5238 |
| 4 | Алтынбекова Алия Досжанкызы, PhD | Младший научный сотрудник | 2023-2025 | Scopus ID: 58075706600 Researcher ID: ABE-7049-2021 ORCID: 0000-0003-1010-9328 |
| 5 | Жантлесова Жибек Бейсембаевна | Младший научный сотрудник | 2023-2025 | Scopus ID: 58133662600 Researcher ID: KYD-1483-2024 ORCID: 0000-0002-2010-3715 |
| 6 | Кабдырова Ляйля Темиржановна | Младший научный сотрудник | 2023-2025 | ORCID: 0009-0005-0046-9049 |
| 7 | Бровко Игорь Степанович | Инженер | 2023-2025 | Scopus ID: 57200070305 Researcher ID: EPE-8127-2022 ORCID: 0000-0003-3597-5804 |
| 8 | Баширова Динара Викторовна | Бухгалтер | 2023-2025 | — |
Информация для потенциальных пользователей
Продукт, представленный свайным фундаментом переменного профиля, имеет преимущества над имеющимися на строительном рынке фундаментов глубокого заложения представленными призматическими сваями. В отличие от обычных свай, предлагаемый продукт обладает повышенной несущей способностью (от 10 до 30% в зависимости от грунтовых условий) при одинаковой материалоемкости, а следовательно стоимости. Также предлагаемые сваи обладают повышенной прочностью и другими улучшенными физико-механическими свойствами. Последнее достигается за счет применения уникальной модифицированной добавки, разработанной специально для конструкций, воспринимающих большие ударные нагрузки.
Russian