自水下混凝土灌注桩问世，至今已经有整整50年的历史。水下混凝土灌注桩出现的时间早，应用已经十分广泛，但是灌注时由于操作不当引起的桩基混凝土质量事故仍然层出不穷。本文通过ANSYS模拟桩基水下混凝土的流动过程,以提高工程技术人员对水下混凝土灌注工艺的认识，对减少桩基质量事故的发生有重要的指导作用。本文回顾了水下混凝土灌注桩的发展历史，指出了本课题的研究目的及意义。根据水击压强理论解释了抖动导管辅助混凝土流动时导管容易破裂的原因，详细描述了导管破裂的特征，提出了避免导管破裂的有效方法。本文研究了施工现场观察到的管涌现象，指出了水下混凝土灌注桩管涌形成的原因及造成的严重危害，提出了避免管涌现象的措施。在深入了解传统的二次拔球的基础上，本文改进了传统二次拔球施工工艺，设计了一套简易的施工装置和简便的施工方法。改进的二次拔球施工工艺避免桩基混凝土内部形成一层松散的薄弱混凝土。改进的二次拔球施工工艺在桩基混凝土还未初凝时，用于处理桩基灌注事故可以挽回重大经济损失。本文用ANSYS模拟了桩基混凝土的拔球过程，研究了导管悬空高度和孔底形状对混凝土流动的影响，发现大量比较差的混凝土保留在涡旋区降低了桩底混凝土的质量，说明了施工人员随意抬高导管悬空高度和不规则的孔底形状对桩底混凝土质量的严重影响。根据理论研究和实践总结，提出了合理的导管悬空高度，建议淘汰锥形和台阶形孔底，推广普及流线型孔底。本文用ANSYS模拟了桩身混凝土的流动过程，提出了灌注桩基水下混凝土时合理的卸料方法，指出了导管埋深对桩身混凝土质量产生的影响，发现了桩基混凝土上升时孔壁和导管外壁之间混凝土形成突出部位，混凝土以振荡的方式向上运动，解释了孔壁和导管外壁附近混凝土质量差的原因，总结了一套提高桩身混凝土质量的方法。本文分析了桩基混凝土顶面浮浆形成的原因，研究了桩头混凝土与浮浆之间的相互作用过程，指出了混凝土的振荡过程加剧了桩头混凝土与浮浆的相互作用。结合现场施工经验，本文总结出了一套确保桩头混凝土质量的有效方法。在深入了解混凝土流动的基础上，本文把混凝土流动区域划分为不动区、上升区和涡旋区，把混凝土上升的方式分为活塞式和翻卷式,研究了两种上升方式之间的转化过程，指出了活塞式容易在孔壁位置夹泥夹沙，翻卷式容易把浮浆裹入桩基混凝土内部。