原理及适用范围

当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时，采用换土垫层法能取得较好的效果。

目前，在软弱土地区经常采用的是换土垫层法，简称垫层法或换土法，如砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、粉煤灰垫层、矿渣垫层以及用其他性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。虽然材料不同的垫层，其应力分布有所差异，但从试验结果分析，其极限承载力还是比较接近，通过沉降观测资料，发现不同材料垫层上的建筑物沉降的特点也基本相似，所以各种材料的垫层都可近似地按砂垫层的计算方法进行计算。不同材料的垫层，其主要作用也与砂垫层相同，即:

(一)提高地基承载力

众所周知，浅基础的地基承载力与基础下土层的抗剪强度有关。如果以抗剪强度较高的砂或其他填筑材料代替较软弱的土，可提高地基的承载力，避免地基破坏。

(二)减少沉降量

一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。以条形基础为例，在相当于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降量的50%左右。如以密实砂或其他填筑材料代替上部软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。由于砂垫层或其他垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧层土上的压力较小，这样也会相应减少下卧层土的沉降量。

(三)加速软弱土层的排水固结

建筑物的不透水基础直接与软弱土层相接触时，在荷载的作用下，软弱土地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还可能导致由于地基强度降缸而产生塑性破坏的危险。砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速塾层下软弱土层的固结和提高其强度，避免地基土塑性破坏。

(四)防止冻胀

因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现象，因此叮以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。这时，砂塾层的底面应满足当地冻结深度的要求。

(五)消除膨胀土的胀缩作用

在各类工程中，垫层所起的主要作用有时也是不同的，如房屋建筑物基础下的砂垫层主要起换土的作用;而在路堤及土坝等工程，主要是利用砂垫层起排水固结作用。

至于一般在钢筋混凝土基础下采用1O~30cm厚的泪凝土垫层，主要是用作基础的找平和隔离层，并为基础绑扎钢筋和建立木模等工序施工操作提供方便。仅是施工措施，不属于地基处理范畴。

换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土地基及暗沟、暗泯(塘)及山地不良地基等的浅层处理。