为解决软土地区既有铁路顶桥过程中的掌子面坍塌问题,研究采用小直径水泥土桩的形式对掌子面进行加固,从设计方法、施工工艺和现场试验的角度开展研究.研究结论:(1)提出了小直径水泥土桩应用于软土地区顶桥过程中掌子面加固的设计方法;(2)上排小直径水泥土桩以承受剪力为主,下排小直径水泥土桩以承受拉力为主.因此,小直径水泥土桩桩身宜较为粗糙,以便增强与周围土体的整体性;(3)研制了适用于软土地区的小直径水泥土桩施工机具.试验结果表明,施工过程中对地面的最大扰动值为3.6 mm;成桩强度与水泥的掺量有关,单轴抗压强度为4.08 ～ 10.24 MPa,劈裂抗拉强度为1.64 ～2.40 MPa,黏聚力为8.6～10.9 MPa,内摩擦角为19～24°;(4)现场开展了压载试验,试验结果表明,采用小直径水泥土桩提高了掌子面的稳定性,与理论分析较为吻合.