當軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建築物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時將基礎底面以下處理範圍內的軟弱土層的部分或全部挖去，然後分層換填強度較大的砂（碎石、素土、灰土、高爐幹渣、粉煤灰）或其它性能穩定、無侵蝕性等材料，並壓（夯、振）實至要求的密實度為止，這種地基處理的方法稱為換填法.它還包括低窪地域築高（平整場地）或堆填築高（道路路基）。
機械碾壓、重錘夯實、平板振動可作為壓（夯、振）實墊層的不同機具對待，這些施工方法不但可處理分層回填土，又可加固地基表層土。
按回填材料不同，墊層可分為：砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、二灰墊層、幹渣墊層和粉煤灰墊層等。
《建築地基處理技術規範》(JGJ79)中規定：換填法適用於淤泥、淤泥質土、溼陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層處理。
雖然不同材料的墊層，其應力分佈稍有差異，但從試驗結果分析其極限承載力還是比較接近的；通過沉降觀測資料發現，不同材料墊層的特點基本相似，故可將各種材料的墊層設計都近似的按砂墊層的計算方法進行計算。但對溼陷性黃土、膨脹土、季節性凍土等某些特殊土採用換土墊層處理時，因其主要處理目的是為了消除地基土的溼陷性、膨脹性和凍脹性，所以在設計時需考慮的解決問題的關鍵也應有所不同。
1、壓實原理
當粘性土的土樣含水量較小時，其粒間引力較大，在一定的外部壓實功能作用下，如還不能有效地克服引力而使土粒相對移動，這時壓實效果就比較差。當增大土樣含水量時，結合水膜逐漸增厚，減小了引力，土粒在相同壓實功能條件下易於移動而擠密，所以壓實效果較好。但當土樣含水量增大到一定程度後，孔隙中就出現了自由水，結合水膜的擴大作用就不大了，因而引力的減少就顯著，此時自由水填充在孔隙中，從而產生了阻止土粒移動的作用，所以壓實效果又趨下降，因而設計時要選擇一個”最優含水量”，這就是土的壓實機理。
在工程實踐中，對墊層的碾壓質量的檢驗，要求能獲得填土的最大幹密度,其最大幹密度可用室內擊實試驗確定。在標準的擊實方法的條件下，對於不同含水量的土樣，可得到不同的幹密度，從而繪製幹密度和製備含水量的關係曲線，在曲線上的峰值，即為最大幹密度與之相應的製備含水量為最優含水量。
墊層的作用主要有：
(1)提高地基承載力 大家知道，淺基礎的地基承載力與持力層的抗剪強度有關。如果以抗剪強度較高的砂或其它填築材料代替軟弱的土，可提高地基的承載力，避免地基破壞。
(2)減少沉降量 一般地基淺層部分沉降量在總沉降量中所佔的比例是比較大的。以條形基礎為例，在相當於基礎寬度的深度範圍內的沉降量約佔總沉降量50%左右。如以密實砂或其它填築材料代替上部軟弱土層，就可以減少這部分的沉降量。由於砂墊層或其它墊層對應力的擴散作用，使作用在下臥層土上的壓力較小，這樣也會相應減少下臥層土的沉降量。
(3)加速軟弱土層的排水固結 建築物的不透水基礎直接與軟弱土層相接觸時，在荷載的作用下，軟弱土層地基中的水被迫繞基礎兩側排出，因而使基底下的軟弱土不易固結，形成較大的孔隙水壓力，還可能導致由於地基強度降低而產生塑性破壞的危險。砂墊層和砂石墊層等墊層材料透水性大，軟弱土層受壓後，墊層可作為良好的排水面，可以使基礎下面的孔隙水壓力迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結和提高其強度，避免地基土塑性破壞。
(4)防止凍脹 因為粗顆粒的墊層材料孔隙大，不易產生毛細管現象，因此可以防止寒冷地區土中結冰所造成的凍脹。這時，砂墊層的底面應滿足當地凍結深度的要求。
(5)消除膨脹土的脹縮作用 在膨脹土地基上可選用砂、碎石、塊石、煤渣、二灰或灰土等材料作為墊層以消除脹縮作用，但墊層厚度應依據變形計算確定，一般不少於0.3m，且墊層寬度應大於基礎寬度，而基礎的兩側宜用與墊層相同的材料回填。
2、墊層設計
對墊層的設計，即要求有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要求有足夠大寬度以防止砂墊層向兩側擠出。
(1)墊層厚度的確定 墊層厚度應根據墊層底部下臥土層的承載力確定，並符合下式要求：
(4.2.1-1)
式中 ——墊層底面處的附加應力設計值（kPa）;
——墊層底面處土的自重壓力值（kPa）；
——經深度修正後墊層底面處土層的地基承載力特徵值（kPa）。
墊層底面處的附加壓力值可按壓力擴散角 進行簡化計算：
條形基礎： (4.2.1-2)
矩形基礎： (4.2.1-3)
式中 ——矩形基礎或條形基礎底面的寬度（m）；
——矩形基礎底面的長度（m）；
——基礎底面壓力的設計值（kPa）；
——基礎底面處土的自重壓力值（kPa）；
——基礎底面下墊層的厚度（m）；
——墊層的壓力擴散角（°），可按表4.2.1-1採用。
具體計算時，一般可根據墊層的承載力確定出基礎寬度，再根據下臥土層的承載力確定出墊層的厚度。可先假設一個墊層的厚度，然後按式(4.2.1-1)進行驗算，直至滿足要求為止。
表2.1-1 壓力擴散角（°）
換填材料
中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫卵石、碎石
粘性土和粉土
(8<<14)
灰土
0.25
20
6
28
30
23
注：當<0.25>＝外，其餘材料均取＝；
當0.25<<0.5時，值可內插求得。
(2)墊層寬度的確定 墊層的底面寬度應以滿足基礎底面應力擴散和防止墊層向兩側擠出為原則進行設計。關於寬度計算，目前還缺乏可靠的方法。一般可按下式計算或根據當地經驗確定。
(4.2.1-4)
式中 ——墊層底面寬度(m)；
——墊層的壓力擴散角（°），可按表4.2.1-1採用；當<0.25>
取值。
墊層頂面每邊宜比基礎底面大0.3m，或從墊層底面兩側向上按當地開挖基坑經驗的要求放坡，整片墊層的寬度可根據施工的要求適當加寬。
(3)墊層承載力的確定 墊層的承載力宜通過現場試驗確定，並應驗算下臥層的承載力。
(4)沉降計算 對於重要的建築或墊層下存在軟弱下臥層的建築，還應進行地基變形計算。建築物基礎沉降等於墊層自身的變形量與下臥土層的變形量之和。
對超出原地面標高的墊層或換填材料的密度高於天然土層密度的墊層，宜早換填並考慮其附加的荷載對建造的建築物及鄰近建築物的影響。
2、墊層施工
(1)機械碾壓法 機械碾壓法是採用各種壓實機械來壓實地基土。此法常用於基坑底面積寬大開挖土方量較大的工程。
工程實踐中，對墊層碾壓質量的檢驗，要求獲得填土最大幹密度。其關鍵在於施工時控制每層的鋪設厚度和最優含水量，其最大幹密度和最優含水量宜採用擊實試驗確定。所有施工參數（如施工機械、鋪填厚度、碾壓遍數、與填築含水量等）都必須由工地試驗確定。在施工現場相應的壓實功能下，由於現場條件終究與室內試驗不同，因而對現場應以壓實係數與施工含水量進行控制。
(2)重錘夯實法 重錘夯實法是用起重機將夯錘提升到某一高度，然後自由落錘，不斷重複夯擊以加固地基。重錘夯實法一般適用於地下水位距地表0.8m以上稍溼的粘性土、砂土、溼陷性黃土、雜填土和分層填土。
重錘夯實法的主要設備為起重機械、夯錘、鋼絲繩和吊鉤等。
當直接用鋼絲繩懸吊夯錘時，吊車的起重能力一般應大於錘重的三倍。採用脫鉤夯錘時，起重能力應大於夯錘重量的1.5倍。
夯錘宜採用圓臺形，錘重宜大於2t，錘底面單位靜壓力宜為15～20kPa。夯錘落距宜大於4m。
(3)平板振動法 平板振動法是使用振動壓實機來處理無粘性土或粘粒含量少、透水性較好的鬆散雜填土地基的一種方法。
振動壓實的效果與填土成分、振動時間等因素有關，一般振動時間越長，效果越好，但振動時間超過某一值後，振動引起的下沉基本穩定，再繼續振動就不能起到進一步壓實的作用。為此，需要施工前進行試振，得出穩定下沉量和時間的關係。對主要由爐渣、碎磚、瓦塊組成的建築垃圾，振動時間約在1mim以上；對含爐灰等細粒填土，振動時間約為3～5mim，有效振實深度為1.2～1.5m。
振實範圍應從基礎邊緣放出0.6m左右，先振基槽兩邊，後振中間，其振動的標準是以振動機原地振實不再繼續下沉為合格，並輔以輕便觸探試驗檢驗其均勻性及影響深度。振實後地基承載力宜通過現場載荷試驗確定。一般經振實的雜填土地基承載力可達100～120kPa。
(4)墊層材料選擇
1)砂石 應選用級配良好的中粗砂，含泥量不超過3％，並應除去樹皮、草皮等雜質。若用細砂，應摻入30％～50％的碎石，碎石最大粒徑不宜大於50mm。
2)粘土(均質土) 土料中有機質含量不得超過5%，亦不得含有凍土或膨脹土。當含有碎石時，其粒徑不宜大於50mm。
3)灰土 體積比宜為2：8或3：7。土料宜用粘性土及塑性指數大於4的粉土，不得含有鬆軟雜質，並應過篩，其顆粒不得大於15mm。石灰宜用新鮮的消石灰，其顆粒不得大於5mm。
4)素土 素土土料中有機質含量不得超過5％，亦不得含有凍土或膨脹土，不得夾有磚、瓦和石塊等滲水材料，碎石粒徑不得大於50mm。
5)粉煤灰 可分為溼排灰和調溼灰。可用於道路、堆場和中、小型建築、構築物換填墊層。粉煤灰墊層上宜覆土30～0cm。
6)幹渣 幹渣墊層材料可根據工程的具體條件選用分級幹渣、混合幹渣或原狀幹渣。小面積墊層一般用8～40mm與40～60mm的分級幹渣，或0～60mm的混合幹渣；大面積鋪墊時，可採用混合幹渣或原狀幹渣，原狀幹渣最大粒徑不大於200mm或不大於碾壓分層虛鋪厚度的2/3。
用於墊層的幹渣技術條件應符合下列規定：穩定性合格；鬆散密度不小於1.1t/m3；泥土與有機質含量不大於5％。對於一般場地平整，幹渣質量可不受上述指標限制。
