本发明公开了大直径混凝土灌注桩桩底沉渣过厚处理装置及处理方法，包括桩底沉渣过厚的桩体，桩底沉渣过厚的桩体上设有贯入桩底沉渣的第一钻孔和第二钻孔；桩底沉渣过厚的桩体外侧设有清渣循环系统，清渣循环系统分别与第一钻孔内的可接长自对中高压注浆水射管和第二钻孔内的充气膨胀式封堵装置相连；清理桩底沉渣时，调整清渣循环系统的循环方向来分别完成对第一、第二钻孔下的桩底沉渣清理；为减轻桩底沉渣清理过程中对桩底沉渣过厚的桩体造成扰动和不均匀沉降变形，在桩底沉渣过厚的桩体桩头两侧插筋植入支撑牛腿并搭放在托举坑内的钢垫板上；桩底沉渣清理完成后，借助清渣循环系统完成对原桩底沉渣部位的水泥灌浆料封堵。