Фундаменты глубокого заложения обычно проектируют под тяжелые сооружения, так как для обеспечения нормальной эксплуатации последних в качестве их основания приходится выбирать плотные малосжимаемые грунты. Применение свай в этих случаях не всегда рационально, поскольку большая нагрузка требует забивки слишком большого числа свай. Кроме того, погружение длинных свай сложно и связано с необходимостью стыковки отдельных их звеньев. От фундаментов, возводимых в открытых котлованах, фундаменты глубокого заложения отличаются следующими основными особенностями:

сооружаются без вскрытия основания котлованами, при отрывке которых грунты ниже их дна разуплотняются с частичным нарушением природной структуры;

обеспечивают работу грунтов в основании под нагрузкой без развития выпора их вверх;

хорошо сопротивляются действию горизонтальной нагрузки;

передают вертикальную нагрузку на грунты основания через подошву (давлением) и боковые поверхности (трением).

При устройстве фундаментов методами опускного колодца, «стена в грунте» и с помощью кессона грунты основания в пределах небольшого объема частично разгружаются и потому несколько разуплотняются. Развитие процессов разуплотнения возможно также в массиве грунта по сторонам от фундамента глубокого заложения, если он отделен от грунта щелью, свободной или заполненной раствором бентонитовой глины.

Рассмотрим зависимость осадки фундамента глубокого заложения от нагрузки (кривая 1 на рис. 13.17). Эта зависимость имеет явно выраженный криволинейный характер. Для сравнения кривая 2 показывает развитие осадки забивной сваи. Как видно, сначала осадка сваи развивается в соответствии с криволинейной зависимостью s от F, затем происходит потеря устойчивости грунтов под сваей. Под фундаментами глубокого заложения при предельно допустимых осадках такое явление не возникает.

В. Г. Березаицев считает, что в качестве «критического» можно принимать такое давление, при котором осадка фундамента глубокого заложения составляет 0,2 его ширины. Столь значительная осадка в подавляющем большинстве случаев недопустима, поэтому для фундаментов глубокого заложения необходимо, кроме проверки на прочность материала, производить расчеты по деформациям с учетом нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями.

Нелинейность зависимости s от F обусловлена, по-видимому, увеличением объема грунта, подвергающегося уплотнению и пластическим деформациям.

При загрузке фундамента глубокого заложения возникающие зоны сдвигов 3 (рис. 13.18) будут передавать значительное давление на грунт, расположенный по сторонам от зоны наибольших напряжений в основании , создавая в областях
4 напряженное состояние, способное вызывать уплотнение грунтов. Следовательно, возрастание нагрузки сопровождается увеличением как глубины зоны уплотнения 1 под фундаментом, так и зон уплотнения 4 по сторонам от зон сдвигов 3. То и другое приводит к увеличению интенсивности возрастания осадки по сравнению с интенсивностью возрастания нагрузки. Поскольку зоны сдвигов передают напряжения не только в стороны, но и вниз, в т. ч. наклонно вниз, процесс уплотнения развивается и в зонах 5. В зонах постепенно образующегося уплотненного ядра 2 и сдвигов 3 вследствие увеличения нормальных напряжений также развиваются деформации уплотнения.

Осадку фундаментов глубокого заложения можно определить методами нелинейной механики грунтов или по данным статических испытаний.