本发明公开了一种浅层软弱地基原位碳化固化处理方法，属于土木工程地基加固领域。步骤为：通过履带式搅拌机对预处理地基土进行破土搅拌；先将第一、第二固化剂进行混合，然后将混合固化剂喷入在地基土中，同时置完成混合固化剂和地基土的均匀搅拌；通过插板装置间隔的插入U型排水板；开动压实装置和铺膜装置，对上述处理过的地基土进行边碾压边铺膜；通入二氧化碳气体，对经压实后的地基土进行通气碳化；重复上述步骤过程，不断完成预处理地基土的固化剂拌合、排水板插入、处理后地基土的压实密封和碳化加固。该处理系统及方法简捷可靠、施工安全高效、可适应复杂环境，实现了地基处理中固化剂的定量化和二氧化碳资源化利用。