新建铁路郑州至西安客运专线为时速350公里的一次双线客运专线铁路。高速铁路运行速度快、技术标准高、对路基的要求严格,控制路基变形已成为高速铁路路基的最大难点。为了适应郑西客运专线深厚湿陷性黄土地基上路基工后沉降的高标准要求,引入了水泥土柱锤冲扩桩地基处理技术。但由于水泥土柱锤冲扩桩在郑西客运专线深厚湿陷性黄土地基首次运用,其沉降计算理论、计算参数、地基处理效果等均尚未完全清楚,因此,开展水泥土柱锤冲扩桩处理深厚湿陷性黄土的相关沉降计算及试验研究具有重要的现实意义。结合郑西客运专线湿陷性黄土地基处理工程,采用理论分析、数值仿真分析、现场长期工程试验等方法系统地开展了水泥土柱锤冲扩桩的沉降计算、工程特性、处理效果的相关研究。首先,分析了郑西客运专线水泥土柱锤冲扩桩复合地基的沉降计算理论,包括加固区和下卧层沉降计算方法以及桩端附加应力计算方法。结合实际工点资料,针对同一路基高度,分析了不同桩长、不同桩体模量对路基沉降的影响特性。并采用数值分析方法研究了水泥土柱锤冲扩桩不同垫层加筋层数、桩间距、桩模量以及桩长径比对控制地基沉降的影响,并获得相应的影响规律。其次,通过现场长期试验得到了水泥土柱锤冲扩桩复合地基沉降特性、应力特性,分析了水泥土柱锤冲扩桩复合地基沉降预测技术,得到了工点工后沉降,验证了水泥土柱锤冲扩桩复合地基在郑西客运专线湿陷性黄土地基中控制路基工后沉降的有效性。最后,介绍了水泥土柱锤冲扩桩复合地基施工工艺及加固效果,并对比分析了中浅层和深层黄土地基处理技术,说明水泥土柱锤冲扩桩复合地基在郑西客运专线湿陷性黄土地基中应用,其技术的可行性以及经济性。