Устойчивость здания или сооружения зависит прежде всего от характеристики грунтов, лежащих в его основании. Например, сухие плотные пески служат хорошим основанием, так как способны воспринимать значительные нагрузки от сооружения. Пески, насыщенные водой (плывуны), глинистые грунты, не являются надежным основанием. Такие грунты неустойчивы, под действием нагрузки они склонны изменять свое естественное состояние и легко подвержены деформациям. При этом одни грунты под действием нагрузки уплотняются, т. е. деформация основания направлена вниз без коренного нарушения строения грунта. Другие грунты под действием нагрузки одновременно с уплотнением получают горизонтальное смещение, т. е. вызывают так называемую просадку основания, обычно связанную с выпиранием его из-под сооружения. В случае неравномерной осадки основания происходит перекос сооружения, оно теряет свою устойчивость, вследствие чего могут возникнуть крупные аварии.
Такие грунты не могут служить надежным основанием для сооружения. Если они залегают близко к поверхности земли, сооружение приходится заглублять до таких грунтов, которые способны выдержать нужную в данном случае нагрузку.
Та часть сооружения, которая служит для передачи нагрузок от сооружения на основание, называется фундаментом.
Когда плотные грунты залегают на небольшой глубине от поверхности земли, устройство фундаментов затруднений не вызывает. Когда грунты, служащие надежным основанием для фундамента проектируемого сооружения, находятся на большой глубине, строительство подземной части сооружения в открытом котловане связано с большими затратами времени и денежных средств, в особенности тогда, когда нужно заглубляться в грунты с большим притоком грунтовых вод.
В этих случаях обычно для строительства подземной части сооружения применяют кессоны или опускные колодцы.
Опускной колодец представляет собой полую, открытую сверху и снизу оболочку, выполненную из материала, обладающего достаточной прочностью. Таким материалом служит обычно железобетон, реже металл. По достижении опускным колодцем проектной отметки устраивают днище колодца, которое завершает опускной колодец, как конструкцию.
Опускной колодец погружается в грунт под действием собственного веса по мере разработки и удаления из него грунта.
Внутри колодца грунт разрабатывают таким образом, чтобы колодец погружался в грунт до заданной глубины постепенно и равномерно.
Применяются круглые опускные колодцы диаметром до 50 м, погружаемые на глубину до 50 м, а также прямоугольные в плане со сторонами длиной до 100 м и шириной до 40 м:
Строительство подземных сооружений методом опускного колодца получило широкое распространение в связи со значительным сокращением объемов земляных работ, уменьшением трудоемкости работ по возведению сооружений и сокращением сроков строительства.
Наличие в современных условиях мощной строительной техники позволяет применять этот метод как в слабых неустойчивых грунтах, так и в твердых породах.
Когда в процессе опускания колодца, вследствие большого притока грунтовых вод трудно избежать выплывания грунта из-под ножа, или когда откачка воды становится экономически невыгодной, вместо опускного колодца применяют кессон.