本发明公开了一种高速公路改扩建工程路堤沉降防治结构及其防治方法，包括多套注浆抬升结构，埋置于新旧路基连接处设置的台阶上；每套注浆抬升结构包括注浆系统和多个抬升系统；其中，注浆系统包括注浆外管；移动注浆装置，包括注浆内管、注浆室、吸浆管；多条注浆侧管；抬升系统包括抬升管，位于旧路基内部，与注浆外管垂直设置；防水土工袋，位于新路基内部与注浆外管垂直设置。本发明一种高速公路改扩建工程路堤沉降防治结构及其防治方法通过在改扩建路基处预埋注浆系统和抬升系统，实现对抬升系统两侧土体的抬升，配合注浆内管和滑轮，能实现注浆室在注浆外管内的移动，可实现多位置注浆施工。