Если грунты, образующие основание, неоднородны и обладают разной пористостью, или нагрузка неодинаково распределена по площади основания, то осадка будет неравномерной, и сооружение может потерять свою устойчивость. Поэтому при изучении грунта обращают особое внимание не только на степень его влажности, но и на начальную его пористость. Принято пористость выражать как долю объема пор в общем объеме грунта.
При действии чрезмерной нагрузки вслед за осадкой основания от уплотнения грунта наступает вторая стадия — дальнейшая деформация за счет сдвигов частиц грунта. При дальнейшем действии нагрузки возможно полное разрушение основания, сопровождаемое выпиранием грунта из-под фундамента.
В практике проектирования и строительства зданий и сооружений нельзя, разумеется, допускать действие нагрузки до такого предела, когда грунт теряет полностью свою прочность и устойчивость. Если, например, при давлении от внешней нагрузки, грунт теряет свою прочность и основание начинает разрушаться, то фундамент сооружения должен быть рассчитан таким образом, чтобы фактическое давление на грунт было ниже этого предела.
Действующими в нашей стране нормами установлены величины предельных давлений на грунт, которыми надо пользоваться при проектировании фундаментов под здания и сооружения.
Нормативное давление на грунты из крупнозернистых песков на глубине до 2,5 м составляет: для плотных песков 4,5 кг/см2; для песков средней плотности 3,5 кг/см2; для мелкозернистых плотных песков: маловлажных 3 кг/см2; насыщенных водой 2,5 кг/см2; для тех же песков средней плотности расчетное сопротивление составляет соответственно 2 и 1 ,5 кг/см2.
При коэффициенте пористости е = 0,6 нормативное давление на плотные маловлажные глины колеблется в пределах от 3 до 5 кг1см2, а на сильно влажные глины (е = 1,1) -в пределах от 1 до 2,5 кгкм.
Нормативное давление на суглинки в зависимости от коэффициента пористости и влажности составляет от 1 до 3 кг/см2.
При опускании колодцев и кессонов характер деформации грунтов может быть таким же, как описано выше применительно к фундаментам. Разница лишь в том, что на определенной стадии работ, в определенном положении колодец или кессон действием своего веса производит давление на грунт, значительно превышающее нормативное, погружаясь тем самым на заранее рассчитанную величину. Мастерство и уменье рабочего и мастера заключается в том, чтобы сознательно руководить процессом погружения колодца или кессона, не допуская его перекоса, чрезмерной осадки или чрезмерного выпирания грунта из-под ножа.
Ножевая часть способствует равномерному распределению напряжений в стенах колодца при снятии его с подкладок и при встрече в процессе опускания с посторонними включениями в грунте.
Через ножевую часть передается вес колодца на грунт, поэтому она играет роль режущего элемента, способствующего врезанию колодца в грунт. С точки зрения производства работ и облегчения условий разработки грунта под ножевой частью колодца, наиболее удобной является форма ножевой части в виде трапеции.
В случае, когда имеется опасение слишком быстрого погружения колодца в грунт, применяется многогранная форма ножевой части.