川汶公路是G213中川主寺至汶川段,其永和村至校场路段通过叠溪古堰塞湖沉积区域。由于对湖相沉积物的认识不足,公路在通过该地层地段出现诸如路基沉陷、挡墙倾覆等不良工程地质问题,给公路后期维护运营造成了极大的困难。其中,公路桩号K95+300~K95+500段变形最为严重,路面破坏较大,已严重影响车辆正常通行。因此,研究湖相沉积物的工程特性及其路基沉降变形特征,对该区域公路修建,具有重要意义。本论文在资料收集与野外调查的基础上,了解了研究区工程地质条件与叠溪古堰塞湖沉积物基本特征,并对海子山进口段路基基本情况有了整体认识。然后经过详细勘察与取样,进行大量土工试验对海子山隧道进口处路基湖相沉积物的物质组成、三相指标、界限含水率、颗粒级配、渗透性、强度特征、变形特征等方面进行了系统研究。通过海子山进口段路基变形特征与路基工程地质条件,分析了影响软土路基沉降的各项因素与路基变形机制,计算了路基边坡的稳定性,并用双曲线模型对最终沉降量进行了计算。使用MIDAS/GTS建立了路基的数值模拟模型,通过数值模拟对路基已有工程治理措施进行评价。最后,在路基变形机制分析与数值模拟结果的基础上选取治理措施方案,提出了CFG桩复合地基法进行治理,并对CFG桩复合地基进行初步设计与验算。通过本次研究取得了以下主要认识:(1)叠溪古堰塞湖沉积物主要分布在小关子至镇平约30km长的岷江河道两侧。沉积物发育有明显的水平层理,层理中有颜色深浅变化的规律。一般韵律层厚度为2-5cm。沉积物的颜色整体上从底部向上由黑灰色逐渐变为灰黄和浅黄,反映出沉积环境湖水由深变浅的总体趋势。沉积物的矿物成分由绿泥石、石英、方解石、伊利石、斜长石与白云石组成,不同颜色层的物质组成差异较大,其中,黄色层成分以石英为主(50%),灰色层以伊利石为主(46%)。沉积物土粒以粉粒为主,含量为88.1%,粘粒含量较低,为11.2%;(2)试验测试与统计结果表明:(1)沉积物的渗透系数较小,透水性较差;(2)沉积物的层面构成了相对软弱的部分,建议实际工程中φ值应尽可能采用层面的内摩擦角,当获取困难时,应在重塑样φ值的基础上进行适当折减;(3)沉积物抗剪强度受含水率影响较大,当含水率达到一定程度后,土样c值随着含水率增加而减小,至试样饱和时,c值减小到10~15kpa之间,而φ值与含水率无明显关系;(4)在进行三轴压缩时,沉积物主要的破坏方式为鼓胀变形,实验结果显示非饱和土的强度较大,可能是由于基质吸力造成;(5)通过固结试验,拟合出沉积物的e-p关系曲线,并得出压缩模量,固结系数等参数,沉积物为中等压缩性土;(6)沉积物自由膨胀率为5.24%,膨胀量较小,根据相关规范可知沉积物为非膨胀土;(3)海子山隧道进口段路基变形主要在K95+370至K95+435段,路面变形呈现出K95+425处变形量最大,沿公路向两侧逐渐减小的特征。其中,最大变形处K95+425路面整体沉降量约80cm,公路内侧配电房外地面沉降量接近1m。根据研究区水文地质条件与路基土体的工程特性综合分析可知该段公路的变形主要是由于深厚层粉质粘土在高含水率下发生较大的沉降变形引起的。边坡稳定性与路基沉降计算结果,可知路基边坡处于稳定状态,路面变形主要是由路基沉降引起的。使用双曲线模型对路基沉降量进行了计算,结果约67cm,比实际值偏小;(4)使用MIDAS/GTS对路基进行建模,分别计算天然与加入治理措施两种工况下的变形。模拟结果表明:锚杆与边坡填筑块石作用下,路面的横向位移很小,路基边坡处于稳定状态;钢管桩对沉降的控制效果很差,路面最大沉降量仅从81.2降低至77.2,,主要是由于软土厚度较大,钢管桩桩端未能进入较好的持力层,桩端位移很大,从而分担的荷载有限;(5)通过路基变形机制分析和数值模拟,可以得知钢管桩无法有效得控制该段公路的路基沉降。结合国内外目前对于深厚层软基的处理措施,选取CFG桩复合地基法对路基进行治理。简单介绍了CFG桩复合地基的加固机理、施工准备、质量要求以及设计流程。最后通过设计、计算与验算,将研究区CFG桩复合地基设计为:CFG桩长15m,桩径0.4m,桩间距2m,正方形布置,褥垫层厚度0.4m。CFG桩复合地基治理后的最终沉降量计算结果约7cm,可见CFG桩复合地基法能较好得控制该处路基沉降。