随着现代社会生活生产环境趋于多样化及复杂化,相应的建筑环境和条件也具有较大的差异,为保证建筑物根基的安全可靠性,建设前期的沉桩过程务必得到科学合理的控制。土壤的温湿度以及其对于预制桩的阻力变化均会影响打桩效果,因此在前期试桩过程中,对于地下环境参数的监测具有重要意义。基于此,本文拟根据沉桩工况特点,设计预制桩工作状态监测系统,以实时测量沉桩过程中土壤的温湿度及贯入度参数。在对现有贯入度测量方式的分析基础上,确定使用基于加速度的二次积分测位移的方式来测量贯入度;通过对目前广泛使用的土壤湿度测量方法的比较,确定了基于平行板电容器介电常数变化的方式测土壤湿度。确定了 485通信与无线通信配合的方式将处理信号发送到上位机监测端。结合打桩信号位移特点,通过Matlab还原其理论加速度信号并加入一定的正态分布随机干扰,分别采用频域积分和时域积分的方法对加速度信号进行二次积分,将积分结果与原位移信号比较,提出了改进的时域积分方法。在改进的方法中,通过分段处理及抽样拟合去趋势的方式消除积分误差,并在不同幅度的干扰信号下仿真运算,验证了此方法的有效性。在现有的平行板电容器研究理论基础上,分析了影响平行板电容器电场分布及电容变化的因素。根据工况要求,确定了平行板电容器的尺寸范围。通过Ansoft建立平行板电容器的仿真模型,根据理论分析对仿真模型进行不同参数变化下的电场分布仿真,优化了土壤湿度传感器的结构。搭建了由温湿度传感器和加速度传感器测量及处理电路、打桩模拟平台和Labview上位机软件等所组成的实验平台。进行了加速度计在不同安装方式下的信号对比试验并确定了合理的安装方式,通过与拉线传感器测量位移进行比较,进行小角度倾斜补偿和系数调整,最终达到了要求精度;进行了土壤湿度传感器在不同土壤湿度下标准湿度计的对比标定实验,验证了本文设计湿度传感器在一定的的湿度范围内具有合适的灵敏度。