水下灌注桩在泥浆护壁中浇筑混凝土无法振捣,要求混凝土在浇筑后能够凭自重流动成型,故自密实混凝土成为其绝佳选择。由于天然河砂资源不可再生,部分地区限制河沙开采,机制砂成为建筑用砂的主要材料。本研究结合水下灌注桩混凝土和自密实混凝土要求,以机制砂配制水下灌注桩机制砂自密实混凝土,研究配合比和外加剂各因素对其性能影响。1、研究发现可利用净浆流动度试验和砂浆试验调整配合比设计参数,改善水下灌注桩机制砂自密实混凝土的性能。以胶凝材料净浆流动度试验和砂浆砂体积率试验,调整水下灌注桩机制砂自密实混凝土中的矿物掺和料比例和机制砂掺量。在利用净浆和砂浆试验得出较优掺和料比例和机制砂掺量后进行混凝土试验,通过调整粗骨料掺量和集配;增减机制砂掺量;调整水胶比;改变外加剂组分掺量等方式研究各个因素对水下灌注桩机制砂自密实混凝土性能影响。2、本研究以C30为例,提出水下灌注桩机制砂自密实混凝土最优配合比参数,设计出胶凝材料用量为461kg/m3的C30水下灌注桩机制砂自密实混凝土,其扩展度初值达到650mm以上,且钢筋间隙通过率满足自密实混凝土要求,强度达到42MPa以上。工作性和强度皆能满足C30水下灌注桩自密实混凝土要求。3、以聚羧酸系减水母液、保坍母液（A型、B型）为基础复配调整外加剂减水组分、保坍组分、引气组分和增稠组分含量。经混凝土试验发现,随保坍组分掺量增加,拌和物扩展度增加且坍落扩展度损失降低;当A型母液与B型母液比例为1:1时,拌和物初始扩展度最高,3小时坍落扩展度损失合格。以先消后引的方式掺入引气剂,确定引气剂最佳掺量为0.4kg/t。研究发现掺入Z-2增稠剂可有效降低拌和物离析率,但同时也会降低拌和物流动性,研究确定掺入2kg/t增稠剂可使拌和物在拥有足够流动性的同时降低离析率至15%以内。4、为降低胶凝材料用量,提高经济性,调整配合比参数石子体积率Vg调整至0.34,砂浆中砂体积率φs设置为0.44,配合比胶凝材料从461kg/m3降低至439kg/m3。利用配制的专用外加剂调整优化配合比后的混凝土工作性能,试验结果显示将外加剂掺量提升至1.2%时,混凝土性能最优异。经计算,优化后混凝土单方成本降低1.8%,达到优化配合比、降低成本的目的。5、利用电通量试验检测配制水下灌注桩机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性能,发现与普通混凝土相比,水下灌注桩机制砂自密实混凝土具有更好的抗氯离子渗透性能。