山东土工格室碎石垫层能提高地基承载力、减小沉降和差异沉降的原因主要表现在：

1、改善外部着力环境；

2、增强地基垂直抗应变力；

3、增强垂直支撑体系。

改善外部应力环境：具备较高强度的土工格室碎石垫层复合体，实际上是一个具有较大抗弯、抗剪和抗压强度的柔性筏板基础，能够有效地分散上部路堤荷载，均化软基顶面的应力分布，从而改善软基外部应力环境，提高了承载力。

增强垂直抗应变力：碎石桩的竖向增强作用主要表现在，一方面本身承担了部分荷载力，将上部荷载通过桩体向地基深处传递；另一方面表现在挤密并置换了部分软土，改善了软土排水条件，提高了软土本身的物理力学性能，使得桩间土与碎石桩能够有效地协同工作，提高了地基承载力和抗变形能力。

增强垂直支撑体系：土工格室垫层和碎石桩复合地基在荷载作用下相互作用，共同工作，形成一个有效的荷载水平扩散与竖向支撑体系。已有的研究表明：要充分发挥碎石桩的承载力，桩间土的有效约束是必不可少的条件。

桩间土过于软弱，则在荷载作用下碎石桩很容易发生过量的鼓胀变形而破坏。土工格室垫层的存在能够有效调节桩土应力比，约束桩顶鼓胀变形并且充分发挥桩问土体承载能力。采用土工格室垫层加固软基后，由于土工格室垫层具有较高的强度，在下卧层软土发生失稳破坏前，垫层本身不会首先破坏，此时荷载通过垫层挤压下卧较深层的软土，使得下卧层发生过量压缩和侧向挤出而导致整体剪切破坏。在这种情况下，传统的圆弧滑动破坏假设并不符合真实的破坏机理。采用碎石桩加固下卧层软基后，下卧层的力学性能得到改善，故土工格室碎石垫层一碎石桩复合地基承载力得到很大提高。