随着我国铁路事业的不断发展,高速铁路建设过程中跨越防空洞的情况不可避免,增加了路基沉降控制难度;在黄土地区,黄土特有的湿陷性使路基沉降控制问题更加突出。本文依托新建崇礼铁路,以DK16+083～DK16+276跨越防空洞段地基为研究对象,结合黄土特性及地下防空洞情况,建立研究段路基有限元模型,提出了柱锤冲扩桩法与防空洞水泥砂浆回填相结合的处理措施。对选定措施处理后路基进行沉降现场监测并预测其工后沉降,验证选定措施地基处理效果。本文运用路基沉降监测、有限元数值模拟等研究方法,主要内容及成果如下:（1）提出了柱锤冲扩桩与防空洞水泥砂浆回填相结合的地基处理措施,数值模拟结果表明本文方法可实现对防空洞隐患的消除,且在不同防空洞洞径断面及活载施加前后沉降控制效果较好,验证了选定方案的合理性。（2）基于路基段地质条件及防空洞概况,建立不同工况有限元路基模型,分别探究不同桩长、桩径、桩间距、水泥砂浆弹性模量对复合地基承载及沉降特性的影响,得出柱锤冲扩桩桩体参数中桩长、桩径、桩间距对沉降值均有一定影响,桩长敏感度更高;在远大于加固区黄土模量前提下,水泥砂浆弹性模量变化对沉降值影响较小;研究并选定柱锤冲扩桩与防空洞水泥砂浆回填处理措施参数为桩长20m、桩径0.6m、桩间距1.2m、水泥砂浆弹性模量50MPa。（3）对选定措施处理后路基进行沉降变形监测,分析其沉降特性。分别采用双曲线法、指数曲线法、Asaoka法、三点法与实测数据拟合,得出双曲线法拟合相关系数与精度较高,其预测工后沉降值为13.70mm,满足规范限值要求,验证了选定处理措施沉降控制效果。上述研究成果已在崇礼铁路DK16+083～DK16+276跨越防空洞段地基的处理设计与施工中进行了成功应用,由沉降监测及工后沉降预测结果可知,总体施工顺利且效果良好。所得相关结论和成果,可为日后同类型工程的地基处理设计与施工提供有益参考,有一定研究价值。