黄土沟谷地区雨水和桥梁上部结构排水长期冲刷作用下，桥梁桩周护坡产生不同程度的冲刷破坏，使单排双柱式桩基产生承载能力不足、沉降与不均匀沉降等诸多问题。直接影响桩基结构的正常使用和安全性，对桥梁上部结构的正常工作也产生极大隐患。首先，在对桩基不同冲刷病害进行识别的基础上，结合对典型病害进行的原因分析，建立了桩基水流冲刷破坏过程模型，并在此基础上提出针对冲刷破坏的桩基混凝土结构承载能力和耐久性评估方法。其次，在分析冲刷破坏对桩基竖向和横向承载能力影响时，结合冲刷破坏后桩背侧向土压力对桩身的作用机理，通过建立在竖向力、横向力和弯矩共同作用下的桩基复杂受力模型，得出了基于“m”法的桩身挠曲方程，分析了桩身水平位移、转角、弯矩、剪力和桩侧土抗力的变化规律，分析结果有助于对复杂受力状态下的桩基承载能力及安全状态作出评定。最后，在桩基加固方案初步设计的基础上，通过有限差分软件FLAC3D，使用NULL单元进行冲刷过程模拟、ELASTIC、SHELL和CABLE单元进行加固过程的模拟，建立了桩基典型冲刷病害全程数值模拟桩-土模型，分析了桩-土模型矢量变形、位移、桩身应力、摩阻力、锚杆力在冲刷-加固全程中的变化，对结构体系最大不平衡力和关键点进行了全程跟踪。通过数值计算结果可知，桩周土体冲刷破坏使桩身产生横向挠曲、桩身出现拉应力、产生反弯点、沉降值过大、承载能力不足等诸多问题，使桩基处于极不安全的状态，通过桩底高压喷射注浆形成固结体、土体中打入锚杆和混凝土护面，能够有效改善桩基不利受力，使整个桩-土体系处于较为安全的状态。本文针对不同冲刷破坏程度提出的加固关键技术和坡面防护技术相结合的加固方案初步设计可操作性强、加固效果明显，能够有效的解决实际工程中的问题，为今后同类问题的解决有借鉴意义。