①提高地基持力层的承载力。用于置换软弱土层的材料,其抗剪强度指标常较高,因此垫层(持力层)的承载力要比置换前软弱土层的承载力高许多。垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定。
②减少地基的沉降量。地基持力层的压缩量在总沉降量中所占的比例较大,由于垫层材料的压缩性较低,因此设置垫层后总沉降量会大大减少。此外,由于垫层的应力扩散作用,传递到垫层下方下卧层上的压力减小,也会使下卧层的压缩量减小。
③调整地基的不均匀沉降。在垫层设计中,有时会根据上部荷载的特点,将垫层设计成不等厚度,用来调整地基的差异沉降。此外,在山区地基中,常会遇到岩土软硬不均的情况,这时可把出露在基底的岩石凿去一定厚度,然后回填可压缩的砂或素土,并分层夯实,使之与压缩性较高的土基部位的变形相适应。
④加速地基的排水固结。砂和砂一碎石垫层的透水性较大,可成为下卧饱和软土的排水面,使软土上部的孔隙水压力较易消散,从而加速软土的固结和软土抗剪强度的提高。此外,砂和砂一碎石垫层可以防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用。在季节性冻土地区,砂土一般没有冻胀性;而用砂垫层置换膨胀土,可以有效地避免土的胀缩。