淮南矿业集团谢桥煤矿济河铁路中桥，受煤层群开采的影响，桥基地表沉陷量巨大，仅竖直方向的沉陷已超过10m。由于桥梁上部结构加高，地基承载力不满足要求，该桥已经进行过一次高压旋喷桩地基处理，常规既有建（构）筑物地基加固方法很难再次适用。在这种背景下本文提出将旁侧堆载加固方法应用到采煤沉陷区桥梁地基的加固治理中，开展了天然地基和既有复合地基旁侧堆载加固机理研究。以FLAC3D数值计算和假定滑移面法理论分析为研究手段，分析了堆载参数对地基极限承载力的影响规律，给出了地表超载和地基承载力增量的近似关系式；通过理论推导，给出地基承载力增量计算公式，为采煤沉陷区桥梁地基堆载设计提供一定理论基础。本文首先通过数值模型试验，分析了天然地基和既有复合地基堆载加固时地基承载力变化规律。通过改变天然地基煤矸石堆载体尺寸及位置参数，经分析得出高度是影响加固效果的主要因素的结论。在堆载高度H1≤6m时，高度与地基承载力增量近似为线性关系；通过改变堆载体物理力学参数，经分析得出填料容重是影响加固效果的主要因素的结论，容重与地基承载力增量近似为线性关系。根据天然地基研究成果，在既有复合地基堆载法的研究中，仅考虑了堆载高度和填料容重两个可变因素，得到地表堆载量与地基承载力提升幅度之间的近似关系式。其次采用假定滑移面法，对天然地基和既有复合地基，在考虑堆载情况下地基承载力增量进行理论推导，并与数值计算成果对比，分析差异。对于采煤沉陷区天然地基堆载后地基承载力增量Δf a的确定可参照《建筑地基基础设计规范》，考虑采动影响，地基土物理力学参数取采动后的降低值，得到的堆载后地基承载力特征值增量Δf a计算公式，式中堆载极限高度H1=6m；本文根据复合双层地基理论，推导地表超载作用下地基极限承载力增量Δp a的基本表达式，式中堆载极限高度H1=6m，考虑采动影响，地基土物理力学参数取采动后的降低值。最后根据上述研究成果，将旁侧堆载法应用于淮南矿区济河桥加固设计中。堆载后加固区地基承载力提升近5.4%，而下卧层地基承载力提升约14.9%，堆载法将应用于淮南矿区地基处理。