我有時候看一些流行在微博或者朋友圈的「文章」，教人買房子之前鑑別房屋「質量」，什麼拿小錘子敲牆啊，什麼瓷磚有沒有空洞啊，什麼地板平不平啊之類的。我有時候就在想，如果房子基礎有問題，哪怕是小問題，你這整個房子也差不多廢了，瓷磚貼的再好還有意義嗎？大家挺關心瓷磚，卻不關心基礎，實在是讓我不能理解。
首先問大家一個問題：誰能準確的說出，自家房子用的是什麼基礎？
回答不出來的同學，希望讀完之後能找到自己的答案～～
什麼叫基礎？
為什麼這頭喵星人會陷進雪裡呢？喵星人的體重是由四個爪子承擔的，每個爪子大約承擔他體重的四分之一。中學物理教過，接觸面的壓強大小等於力的大小除以接觸面積的大小。可能他體重過大，腿又不夠粗，爪子的著地面積過小，像個大葫蘆插了四根小火腿腸，所以爪子和地面接觸的地方壓強特別大，一下子就把雪給踩塌了。
那怎麼才能不讓喵星人陷進雪裡呢？一句話，減小接觸面的壓強。壓強等於重力除以面積，所以要想減小壓強，兩條路可以走：第一是減小重力，第二是增大面積。減肥這條路短時間內看來是沒什麼效果了，那只有增大接觸面積這一條路了。
比如這位小寶寶，不僅沒有陷進雪裡，反而可以在雪上運轉如飛。為什麼呢？因為她用雪橇增大了與雪地的接觸面積。她的體重除以鞋底的面積，肯定是個不小的壓強，所以走路會陷進雪裡；但是她的體重除以雪橇板子的面積，那就是個非常小的壓強了，所以就不會陷進雪裡了。
為什麼我要說這些呢？因為房子站在地面上，跟喵星人站在雪地上，本質上是一樣的。如果房子的重量太大，或者房子跟地面的接觸面積太小，導致壓強過大，後果就是房子會把地面壓塌，陷進土裡。
這位看官說了，這麼說的話，我隨便就能把釘子插進土裡，看起來土也很容易壓塌，房子看上去都好重啊，為什麼沒有陷進土裡呢？
原因很簡單，因為我們給每個房子都穿了「雪橇」。房子的雪橇，就是我們常說的基礎。基礎的作用呢，跟雪橇一樣，增大了房子跟地面的接觸面積，減小了接觸面的壓強，從而避免了房子陷進土裡的悲劇。
比如這個最簡單的一層小房子，一個樓板，四根柱子，其實就跟一張桌子是一樣一樣的。為了不讓它陷進土裡，我們得給它穿上雪橇，也就是柱子底部紅色的小方塊。這樣一來，每根柱子與地面的接觸面積都變大了很多，壓強也就顯著減小了，所以房子可以穩固的站在地面上而不會陷下去。
基礎的尺寸是怎麼設計的呢？
比如上面這個小房子，通過計算它的體積和密度，再算上各種各樣的裝修裝飾傢俱設備，我們可以知道它的總重量。一般來說，普通的住宅樓大概每層每平米1.0到1.5噸左右。假設這個小房子的平面尺寸是 5 米乘以 8 米，每平米按 1.5 噸算，一共一層，所以總重量是 5x8x1.5 等於 60 噸。一共四根柱子，所以每根柱子分擔四分之一，也就是 15 噸。
下面要確定的就是土能承受的最大壓強是多少了。很簡單，我們可以在現場做一個小實驗，放一個 1 米乘 1 米的板子，然後往上面堆東西，看看堆到什麼時候這塊板子開始下陷。比方說，當我在這個板子上堆了 8 噸的沙子的時候，板子開始陷進土裡，那就說明每平方米的地面可以承擔 8 噸的重量。當然，這只是個簡單的比方，實際的測量是一個非常複雜嚴謹的過程，需要考慮各種因素，需要測量多個地點然後再做統計學上的處理，這裡我們就不展開了。總之，我們可以通過實際試驗知道地面的最大承載能力。
接下來就是很簡單的數學題了，我們已經知道了力，也知道了壓強，求的就是面積。每根柱子 15 噸，地面能承受的壓強是每平米 8 噸，所以15/8 等於 1.9 平方米。也就是說，每一根柱子需要 1.9 平方米的地面來承受。所以基礎的平面尺寸就是 1.9 平方米。
知道了 1.9 平方米，我就可以做一個 1.4 米見方的混凝土方塊，面積剛好是 1.96 平米，滿足設計要求。也就是說，每一根柱子下面都需要一個 1.4 米乘以 1.4 米的混凝土方形基礎。
當然，這個方形基礎的厚度也不能太小，如果太薄，就像一張紙，一下子就被柱子戳一個洞，沒有任何用處。就好比小寶寶的雪橇板也得足夠結實，要不然，雖然面積夠大，但是一踩上去就斷了，也沒有什麼用處。基礎裡面一般還要配置足夠的鋼筋，否則基礎會開裂，或者被壓彎壓斷。基礎的外形也不一定是一個方墩子，還可以做成長方形的，或者做成頂面是傾斜的。當然，這些都是設計細節問題，我們就不一一贅述了。
如果我增加房子的高度呢？
如果我們現在想做一個三層樓，那基礎應該如何調整呢？很簡單，同樣的計算方法，只不過房子變高了，現在每根柱子的力從 15 噸增大到了 45 噸，相應的基礎的面積也應該增大到原來的 3 倍，所以我們可以為每一根柱子做一個更大的方塊基礎。
如果房子再高一些呢，這時候再做大方塊就有點不合算了。這時候，我們一般可以做成這種條狀的基礎。看起來，更像是這個房子踩了兩塊雪橇了。
如果房子更高，那我們可以在另一個方向也做條形的基礎，組成一個網格狀的基礎底面。
這還不夠，我還想要房子更高更重，那怎麼辦？我們可以把整個房子的底面積都做成基礎。也就是說，先在地面上做一塊大混凝土板子，房子多大，這塊板子就多大，然後在這塊混凝土板子上蓋我們的房子。這種基礎的學名叫做「筏板基礎」，因為它就像一個大竹筏一樣，承載著整個房子。很多工程師也把它稱之為「滿堂基礎」，因為整個房子的面積都做成了基礎，這已經是基礎面積所可能的最大值了。
可我還是想要更高的房子？
上面所說的這些基礎，都屬於天然基礎，因為我們沒有改動任何土體的性質，只是在天然的土體上做了一些混凝土的墩子、條帶、或者大板子來作為基礎。一般來說，筏板基礎是天然基礎的上限了，因為你不太可能讓基礎的面積比房子的底面積還大。
如果您留意的話，在高層住宅流行之前，過去很多住宅小區都是六到七層居多，為什麼呢？當然原因有很多，基礎的承載力限制也是其中一個原因。就比如說上海地區，表層土的承載力大約是每平米 8 噸左右，也就是工程師們俗稱的「老八噸」。我們前面說過，普通住宅每層每平米大約 1 到 1.5 噸，而土層的承載力是每平米 8 噸，算下來，6 到 7 層的房子總的重量剛好是每平米 8 噸左右，所以剛剛好。
這位看官說了，你這都是老皇曆了，現在上海三四十層的房子不要太多，金茂環球都已經八十層上百層了，難道也是站在這些「老八噸」土上？
當然不是，對於「老八噸」土來說，六七層的房子是天然基礎的極限。如果我們想要更高的房子，就不能再用天然基礎了。那到底有哪些具體的方法呢？八九十層的房子又是怎麼建在這些「老八噸」土上的呢？
我們可以讓土變強……
我們前面說了，在房子和土的接觸面上，力除以面積等於壓強。現在面積固定了，因為不可能比房子的面積還大，但是我想要增加力。那怎麼辦呢？很簡單的數學關係，我可以增加壓強。
這位看官又說了，且慢，你不是說壓強是實際測量的土的最大承載力嘛，怎麼能說增加就增加呢。沒錯，我們上面的計算所採用的壓強，都是實際測定的土的最大承載力，比如在現場做試驗，實際測定這個地方的土每平米最大能承載 8 噸的重量，再大就不行了，土體就被壓塌了。
那如果我用某種方法，讓土體變得更強呢？比如說，我通過某種方法，改造了土體，把土的承載力由 8 噸提高到了 12 噸，那我是不是就可以在上面蓋更高的房子了呢？
到底有哪些方法呢？方法其實有很多，嚴格的來說，這些屬於岩土工程師的工作。簡單說，我可以往土裡注射水泥，我也可以把比較軟的土挖出來，換上比較硬的土。這些細節我們就不詳述了。總之，通過各種方法，我們可以提高土的承載能力，繼而可以在增強後的土上面蓋更高的房子。
當然，這個方法也有缺點，比如說某些情況下可能花錢比較多。如果你要建的房子很大，你要對那麼大面積的土體進行處理，可能造價會比較高。當然，工程問題需要具體案例具體分析，可能寧願花這些錢處理土層，然後可以多蓋幾層樓，多的這幾層樓賣的錢要遠遠大於地基處理的費用，所以可能總的來看還是合算的。
我們也可以挖地下室……
如果我不想花錢處理土層，那麼第二種可行的方法就是挖地下室。這位看官又說了，地下室跟這個有毛關係？當然有，我們前面討論的內容都沒有牽扯到地下室，但實際上，如果我們考慮可以修地下室的話，我們又可以蓋更高的房子。
比如說，我們想修建一個十層高的房子，假設房子尺寸是 25 米乘以 40 米，也就是說每層的面積是 1000 平方米。按我們上面的估算，按每平米 1.3 噸計算，那麼每一層的重量就是 1300 噸，一共十層，總共就是 13000 噸。
現在呢，我們先在地上挖一個 25 米乘以 40 米的大坑，深度是 10 米，請問為了挖這個大坑，我一共挖出來多少土呢？很簡單，25x40x10，一共 10000 立方米的土。那請問這麼多的土一共有多重呢？每立方米土大約重 1.8 噸，所以這麼多土一共 18000 噸。
我先挖一個大坑，假如地基能承載土的重量為18000噸。然後再在坑底蓋一個總重為 13000 噸的房子。請問會有問題嗎？不會，因為我蓋的這個房子的重量還沒有挖出來的土的重量多，當然不會有任何問題。簡單說，房子其實是空心的，密度沒有實心的土體那麼大，我們用一個空心的大房子代替了原來坑裡面那些實心的土體。這種方法有個學名叫「補償基礎」，意思是說我們用挖出來的土體的重量抵消了建築物的全部或者部分重量。
這這個 10 米深的坑，其實就是房子的地下室。當然修建地下室並不全是為了做這個基礎，還可以順便當地下車庫、儲藏室、配電空調機房、水泵房等等，可謂是一舉多得。如果我想蓋更高的房子，很簡單，只需要把坑挖的更深一點就行了。當然了，缺點也是費錢。如果是荒郊野外那還罷了，如果是市區，光把這好幾萬噸土運出去就得花多少錢。不過呢，很多時候市區的高層建築都需要地下車庫，所以正好順帶著就挖了。有時候高層的地下車庫分地下好幾層，一方面是為了多停車，另一方面也是為了把這個坑挖的深一點，這樣房子也可以蓋得更高一些。
我們還可以打樁……
地基處理和挖地下室都需要挖土填土之類的工作，工作量比較大，而且花錢很多，這麼多土挖過來運過去的不是個小工程。僱一臺挖掘機、一輛土方車，一天就得多少多少錢。雖然這兩種方法的效果都很不錯，但是可能造價略高，那有沒有比較經濟適用的方法呢？
這比較經濟適用的第三種方法呢，就是我們俗稱的「打樁」了，學名叫「樁基礎」。如果我們想要修房子，但是土實在是太軟，或者說我們想修的樓太高，或者兩者兼而有之，那麼打樁是一種很高效的方法。
嚴格來說，按照主要受力方式的區別，樁基礎分為兩種，一種叫端承樁，一種叫摩擦樁。這兩種有什麼區別呢？
下面這種就叫做端承樁，顧名思義，也就是端部承受力。比如說，我想蓋房子的地方表面的土層全是爛泥，承載力連老八噸都沒有，但是爛泥底下有比較好的硬土，我就可以打好多好多的樁，樁底部一直戳到地下的硬土裡，然後再在這些樁頂上做基礎，比如做一塊大筏板把這些樁連在一起，就像一個大釘板插在地上一樣。房子就蓋在這個基礎板子上，房子的重量由這塊基礎底板傳遞給這些樁，再由這些樁傳遞到底下的硬土。
這種則是摩擦樁。什麼意思呢？樁周圍跟土體之間的摩擦力提供了對房子的支撐。生活中也有這樣的例子，比如敲進牆裡面的釘子，其實也沒有任何機械裝置阻止你把它拔出來，但是你就是很難把它拔出來，因為釘子周圈跟牆體材料之間的摩擦力阻止了釘子可能的移動。
實際工程裡，可能並不是完全的端承樁或者是完全的摩擦樁，而是兩者兼而有之。具體如何分擔，如何設計，這就又複雜了，我們也不再贅述了。總之樁就是靠這兩種力的組合來抵消房子的重力的。
如果打樁的話，某種程度上，我們就可以不管跟基礎接觸的這些土體的承載力了。哪怕是爛泥也沒有關係，因為房子幾乎所有的重量都由樁來承擔了。樁基礎的設計也很簡單明瞭，通過各種方法，我能知道每一根樁能提供的承載力，好比一根 200 噸。我房子的總重量 18000 噸，所以我需要 90 根樁。然後把這 90 根樁均勻的分佈到各個柱子或者牆體底下就可以了。當然實際的過程很複雜，需要考慮很多因素，這裡我們也不深入了。
實際施工的時候，好比這個房子需要 90 根樁，我們可以先試著打 3 根或者若干根，然後拿這些樁做試驗，看看它們的承載力到底有多少。如果實測出來的承載力大於 200 噸，那說明我們的設計是合乎實際的，可以放心繼續施工。如果實測出來的承載力小於 200 噸，說明我們的設計有問題，可能是地質勘探有誤，可能是設計分析有誤，也可能是其它原因（比如地底下剛好有一個埋著的碉堡乃至古墓等等……），這時候我們就不能繼續施工了，必須把原因搞清楚，確定樁的實際承載力到底能有多少，然後再按這個修正後的承載力重新設計。
樁在工地上是怎麼做的呢？
樁的做法也有很多種，一種是在直接在施工現場做在土裡的，另一種是工廠買來然後敲進土裡。我們先說在工地上現場做的這種。
比如說，鑽孔灌注樁就是在現場做的，先用一個大螺旋杆鑽頭在地面上鑽一個孔，然後把綁紮好的鋼筋籠子放進去，再往這裡面澆築混凝土，一根混凝土樁就做成了。有些時候可能連這個大螺旋杆都不用，直接用人工挖一個深井就行了。當然說起來容易做起來並不容易，各位看過《鬼吹燈》或者《盜墓筆記》的都知道，就挖那麼小一個洞都有可能塌方，更不用說挖這麼大的一個洞了。
當然，各位看官光看我畫的這些弱智示意圖，可能感覺不到實際的尺度，下面就是一張正在放鋼筋籠子的照片，對比一下跟吊車的比例，您就知道灌注樁的大致尺寸了。當然，不同高度不同類型的房子，灌注樁的尺寸可以按照實際情況做相應的調整。但總體來說，這種灌注樁的尺寸相對都是比較大的。
預製樁又是怎麼做的呢？
所謂預製，也就是跟現場製作對應的，指的是先在工廠裡預先做好，然後運到現場，再敲進土裡。預製樁也分不同的材料，比如說鋼樁，簡單粗暴，就是一根工字鋼或者槽鋼，買回來敲進土裡就行了。除了鋼樁，還有預應力混凝土樁。跟鋼樁比起來，雖然略顯麻煩，但是經濟適用，所以應用非常廣泛。
預應力混凝土樁，混凝土好理解，什麼叫預應力呢？所謂預應力，可以這麼簡單的理解，如果我抱著一大摞書走路，這摞書很可能晃來晃去，東倒西歪，這時候應該怎麼辦呢？很簡單，大家都知道，拿繩子把這摞書捆一下就好了，捆的越結實，書就越不容易晃動。預應力的概念跟這個類似，我可以用高強度的鋼絞線，也就是很粗的鋼絲繩，把混凝土「捆」起來，讓混凝土更結實。
那預應力混凝土樁到底是怎麼做的呢？
第一步呢，我們得先在工廠裡做混凝土樁。工廠裡有專門的模子，專業術語叫「臺座」，首先要把鋼絞線佈置在這個模子裡，模子兩端有對應的孔洞，鋼絞線從這些孔洞裡穿出去。然後，鋼絞線右端固定，擰死在模板上，左端連在千斤頂上。
接下來就要啟動千斤頂了，就像我們用手繃緊橡皮筋一樣，千斤頂把這些鋼絞線拉長，繃的緊緊的。這個步驟其實非常危險，就像我們都知道，如果不小心把橡皮筋繃斷了，會砰的一聲彈到手上，挺疼的。鋼絞線也是一樣，如果萬一繃斷了，那就不是手疼的問題了。萬一被飛出來的鋼絞線蹭一下，除非你是美國隊長或者超人，否則都得非死即傷……
接下來，保持鋼絞線繃緊的狀態，往模板裡澆築混凝土。然後一直等到混凝土凝固為止。大概要等多長時間呢？一般來說，最多七天的時間就基本凝固了，強度也達到了一定的水平。當然，如果對強度或者其它指標有要求，也可以對這個時間做調整。
混凝土凝固之後，就可以鬆掉千斤頂了，這時候鋼絞線也不會再縮回去了，因為已經全凝固在混凝土裡面了。簡單說，鋼絞線將在很長時間內一直在混凝土裡保持繃緊的狀態。
最後一道工序，把露在外面的鋼絞線切斷，然後經過一段時間的養護，一根混凝土樁就做成了。
把做好的混凝土樁從模板裡拆出來，就可以準備出廠了。
裝上卡車，就可以運送到各個施工現場了。
運到工地之後，就可以用打樁機像楔釘子一樣把樁打進土裡。打樁機有好幾種，常見的有柴油錘的，噹噹噹當的敲進去，還有靜壓的，一點點的壓進土裡。相對來說，柴油錘的噪音和振動比較大，對周邊居民影響大，所以一般不太用在市區的工地。
比如下面就是一張打樁的照片，紅色的那個架子就是打樁機，地上躺著的就是混凝土樁，地面露出來的那些端頭就是已經打進去的樁。
打樁的順序其實也很重要，並不是按心情隨意打的，也不是按順序一排排的打過去。因為打樁其實相當於把樁「硬擠」進土裡，土其實是被樁給擠開了。如果一直按一個順序打，就像多米諾骨牌一樣，土會被一直往一個方向擠，不利於樁基礎的受力。合理的施工，一般是繞著圈從周邊往中間，或者繞著圈螺旋著從中間往周邊，或者 S 形曲線間隔著打樁。
打完樁之後，把樁體在合適的高度截斷，然後在這些端頭上做基礎就可以了，比如下面就是一個樁基礎上面的筏板基礎，上面露出來的一個個小端頭就是一根根混凝土樁的頂部。順便說一句，您知道為什麼基礎底板不是一個大平板，而是有高有低嗎？
（提醒：電梯底下一般需要一個大深坑，水泵房之類的可能也需要大深坑）。
如果我想建的是迪拜塔呢？
這位看官說了，還能不能再給力一點呢？能不能把房子蓋的更高一些呢？如果我想建一個迪拜塔那樣的高樓呢？
哪怕你要蓋這麼高的樓，樁基礎也足夠了。比如迪拜塔用的也就是樁基礎，只不過用的樁更粗更長更結實而已。像迪拜塔、環球金融中心、上海中心、金茂這些超高層建築，一般都會採用鋼管灌注樁，簡單理解，其實是灌注樁和預製樁的合體，先把一根直徑兩三米的鋼管打下去，然後把鋼筋籠放在鋼管裡面，再然後往裡面灌注混凝土，這樣就做成了一根外圈為鋼管、內部為實心的鋼筋混凝土的超級樁。
樁打完之後，同樣在樁上面做基礎大底板，然後是地下室，然後才是地面以上的樓層。從下面這張照片上，我們也能看到迪拜塔的混凝土剪力牆的佈置，一排排鋼筋就是將來縱橫交錯的混凝土牆體的位置。
基礎建好之後會不會再下沉？
這位看官問了，你在這裡說的挺好，可是我在新聞裡最常聽到的是什麼「牆體開裂是因為基礎沉降。
這是怎麼回事兒？難道基礎還會自己下沉？
沒錯，基礎的確會自己沉降，也就是俗稱的「下沉」。嚴格來說，所有的基礎，或多或少，都在下沉，只不過程度不同，因為所有的基礎，包括樁基礎，最終都是落在土體上的，土體又不是什麼超級材料，日久天長，自然而然的就壓扁了。就好比拿一塊石頭放在奶油蛋糕上，慢慢慢慢石頭就沉進奶油裡了。
當然，在設計施工的時候，工程師都會考慮到以後基礎會自己下沉這一因素，會根據計算分析來預估一個可能的沉降值，這個理論上的沉降值應該小於規範所允許的限值。否則，我造一個房子，一年就下降了半米，三年下降了一層樓，你說我蓋這樣的房子幹嘛？
施工完成之後，房子一樓的外牆一般都會設置沉降觀測點，比如可以是牆上的一個鐵棒頭。理論上，物業或者業主需要定期測量這個鐵棒頭的標高，繼而知道建築物是否在下沉，下沉了多少。
如果基礎沉降的幅度沒有這麼大，還在國家規範的允許範圍之內，是不是說這就是正常現象呢？一般來說，我們可以把基礎的沉降分成兩種，一種是均勻沉降，另一種則是不均勻沉降。
均勻沉降就是說所有的柱子、牆體的基礎基本上沉降了差不多的距離，房子整體下沉。這個問題在上海地區的很多老房子上就很常見，比如同濟大學的南樓和北樓兩個教學樓。下面這是很多年前的南樓的老照片，不是很清楚，但是能看到門口的一排臺階，入口的平臺明顯是高過地面的。
這是現在的南樓，臺階只剩下兩級半了，入口的平臺幾乎和地面一樣高了。這並不是地面被墊高了，而是房子整個下沉了。
一般來說，如果沉降的速度不是特別快，地基也沒有出現問題的話，這種沉降對結構安全沒有太大的影響，比如南樓還依然履行著教學樓的職責。但是呢，這樣的基礎沉降可能會對正常使用造成困擾，比如一樓的採光、排水還有門窗等等，沉降厲害的話，一樓的大門都可能降到地面以下，到時候一樓就變半地下室了……（曾經在同濟滬西校區呆過的同學們可能還記得，操場南邊的那個教學樓就是這樣的……）
如果基礎的沉降不均勻，那就比較麻煩了。像下面這樣，兩邊柱子沉降不一樣，房子就會不可避免的往沉降多的那一邊傾斜，輕微的會造成牆體開裂，嚴重的甚至會危及結構安全。
人類史上最著名的不均勻沉降，恐怕就是這個了：
這位看官說了，你剛才不是說不均勻沉降會嚴重危及結構安全嗎？為什麼比薩斜塔這麼多年了也沒事？那是因為比薩斜塔已經經過了多次維修加固了，如果任其不管，早就倒塌了。因為比薩斜塔的特殊意義，既不能讓它倒，但又不能徹底扶正，必須得維持現在的狀態，工程師為了做到這一點，可謂是想盡了辦法。事實上，以現在的技術，把它扶正也是完全可以的，但是呢，那不純屬吃飽了撐的嗎？
這位看官又問了，如果我們的普通房子發生了不均勻沉降，那應該怎麼辦呢？不均勻沉降的原因有很多，所以要具體案例具體分析。簡單來說，我們可以用千斤頂把沉降多的那邊一點一點的頂起來，頂到房子恢復原樣為止，然後在基礎底下換上比較好的土。有時候，也可以再補充樁基礎，比如現在有可以運進室內的袖珍打樁機和袖珍樁基礎，直接挖開地下室或者一樓的地板就可以打樁了。
基坑塌方又是怎麼一回事？
如果留意的話，可能大家會經常見到基坑塌方的新聞，隨便一搜最近的新聞，就有好幾起。
這是怎麼回事呢？基坑怎麼會塌方呢？
先說說什麼叫基坑，我們前面說可以通過挖地下室來做補償基礎，要造地下室，先要挖一個地下室那麼大的坑，然後在這個坑裡造地下室，這個挖出來的大坑就叫做基坑。
為了挖坑修地下室，如果我不做任何特殊處理，直接把這些紅色陰影部分的土挖出來，在地面直上直下的弄這麼一個十米深的大坑，你們覺得可行嗎？
當然，在某些土質比較特殊的地區，比如黃土高原上的窯洞，很多確實是這麼挖的，先直上直下的挖一個大坑，然後從坑壁往四周挖窯洞，那是因為黃土的特殊性質決定的。
對於大多數地區來說，直上直下的挖坑顯然是不行的。為什麼呢？可能我這輩人小時候都有放學玩沙子的經歷，一個小沙堆，就能樂此不疲的玩好長時間。玩過沙子的都知道，如果你把沙子堆成一堆，沙堆有一個能穩定存在的最大角度。
比如說，一堆沙子的天然形狀是下面照片裡的紅色三角形，如果不經過任何處理，您能把沙子堆成黑色三角形的類似聖誕樹的那個形狀嗎？顯然不能，沙子自己就會自動再滑成紅色三角形那個形狀。連略微大一些的傾角都做不到，就更不要說直上直下的九十度傾角了。
挖基坑同樣也是如此，如果挖一個直上直下的坑，土自己就會滑坡，最終滑成紅色直線的那個角度，因為只有小於這個傾角的土坡才是穩定的。所以呢，為了避免滑坡或者塌方，最簡單的辦法就是不直上直下的挖，而是按這個角度來挖。這種方法學名叫做「放坡」。
比如下面這張照片，就是一個放坡開挖的基坑：
當然，放坡的缺點也很明顯，那就是佔地方太大了。荒郊野外還好說，如果是寸土寸金的市區，就買了這麼大的地方，放坡的話一下子就挖到別人家院子裡去了。所以很多市區裡面的基坑受制於場地條件，不得不直上直下的開挖。那這時候怎麼辦呢？怎麼避免基坑塌方呢？
一種方法叫做「地下連續牆」，開挖之前先沿著周邊造一圈很厚的混凝土牆體，一直深入到坑底以下，也就是下面示意圖裡的紅色牆體，然後再開挖。這樣一來，周圍的土體即便要滑坡塌方，也被這一圈厚實的牆體撐住了。當然，缺點還是費錢，您想一想，要頂住這十多米乃至更高的直上直下的土體，這堵牆得修多結實。
除了地下連續牆，我們也可以採用基坑支撐。簡單說，同樣是修一圈牆，只不過不需要那麼結實，因為我們還會同時在中間修建支撐，撐住兩邊的牆體。這樣一來，兩邊的土壓力互相平衡，只要支撐不被壓壞，牆體就沒有問題。
比如下面這張照片就是一個典型的基坑支撐，兩邊的土體被中間的混凝土支撐頂住，所以不會向基坑裡面滑坡或者塌方。大家可以看一下照片裡的挖掘機和汽車，感受一下這些混凝土支撐的尺寸。
憨豆老師這個眼皮支撐，跟我們的基坑支撐就有異曲同工之妙，都是自平衡體系。
能在基坑邊上堆好多土嗎？
基坑支護的設計施工，比如說地下連續牆的厚度，或者支撐的尺寸配筋等等，並不是拍著腦門亂猜的，而是要按照基坑的尺寸和現場土體的性質精心設計。我們前面也說過，基礎施工是一個非常費錢的過程，設計的太浪費，顯然經濟上吃不消，但是安全重於泰山，基坑塌方不是鬧著玩的，所以設計又不能太節約，必須得留有足夠的安全餘量。這其實是很考驗工程師的能力的。
如果設計的時候考慮的很周詳，但是施工現場挖出來的土沒地方放，土方車又因為限號之類的來不及把這些土運走，於是就漫不經心的把這些土都給堆到坑邊了。請問這樣安全嗎？
在坑邊額外再堆一堆土，簡單理解，其實就相當於加大了基坑的深度，本來的基坑支護是按照原先的深度設計的，現在深度一下子加高了一大截，基坑支護很有可能就不太夠了，所以很有可能發生問題。
這位看官說了，道理看上去很簡單啊，難道會有人犯這種低級錯誤？沒錯，雖然道理看上去簡單，但是因為這些年來建築行業的井噴和粗放式的發展，各個建築公司的技術水平其實是非常參差不齊的，有些公司技術很過硬，有些可能就差一些了，還有一些可能就管理比較混亂，犯這樣的低級錯誤也不足為怪了。
比如前幾年有這麼一個案例，可能是為了早點建好房子早點開始賣房，開發商先建好了高層住宅，之後才開始修建地下車庫，於是就開始挖大坑準備建地下車庫。從這個坑裡挖出來的土也沒有及時運走，就都堆在了房子的外邊。結合我們上面說的基坑支護，您覺得這麼做有沒有問題呢？
工程師的社會責任感並不是一句空話，工程師必須要意識到自己肩負的對公眾安全的巨大責任。可能只是一個小小的錯誤，可能只是一時的大腦短路，但造成的損失是巨大的，這並不是一句「無心之過」就能混過去的。就比如說這個案例，工程師沒有意識到基坑旁邊堆土可能導致的巨大危險，也沒有意識到基坑支護可能做的根本不到位，結果自然是悲劇性的……
當然，工程事故的原因是非常複雜的，沒有第一手的現場資料，誰也不能確定確切的原因。但是基坑邊上堆土應該是這起事故的主要原因之一，而之所以在基坑邊上堆土，根本原因則是現場的管理混亂乃至缺失，作為建造、監理的工程師沒有盡到責任。
房子總是晃動，是不是基礎出了問題？
房子總是出現莫名其妙的振動，這也是新聞中常見的問題。
一般來說，房子出現晃動的原因是附近有振動源頭，比如附近的工地施工、工廠的重型機械等等。振動從這些振動源頭傳播到房子的基礎，繼而引發了房子的晃動，因為土體並不是性質均一的材料，所以振動傳播的過程非常複雜。最簡單的方法當然是去除振動源頭。但是很多時候做不到這一點，所以我們只能退而求其次，通常來說，我們可以在房子周圍修建隔震溝，就像護城河一樣挖一圈深溝，然後用砂土或者其它材料填埋。簡單理解，這一圈護城河就像海綿一樣，隔斷了外界傳來的振動，所以房子就不會再晃動了。
還有另一種方法，我們可以加固房子，讓房子更結實一些，即使有外界的振動，房子也可以坦然處之，居民在其中也感受不到晃動了。一般來說，可以增加額外的鋼支撐，或者採用外包鋼板加大梁柱截面等等方法。但是，一般來說，這種方法不太常用，因為住宅樓的產權已經屬於各個居民了，而這些加固方法很多時候需要破壞室內的牆體、地面、裝修等等，有些時候並不好實現。
基礎施工和日常生活有啥關係？
我寫過很多科普，我也知道很多讀者內心深處都存在著這麼一個問題：然並卵，我知道這些東西對我有啥用？我為啥關心這些？
答案很簡單：你不關心這些，這些關心你。你以為跟你沒有關係，但其實有一天這些會自己找上門來。
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