我国沿海地区广泛分布着软土地质,土体的结构稳定性差,需要对软土地基进行加固。水泥搅拌桩是一种常见的经济有效的加固方法,其施工质量的好坏直接决定了整个建筑工程的安全性,而施工参数直接关系到了水泥搅拌桩的施工质量。因此对软土地基施工参数的确定及监测是保证成桩质量的关键。目前施工参数主要是根据钻孔得到的原位土壤来进行实验室配比和施工现场试桩确定的。这种方法消耗人力物力,并且确定的施工参数大多与实际值偏大,浪费了施工材料、降低了施工效率。CPTU（Piezocone Penetration Test）是一种快速准确的土壤测试方法,可以准确测量土壤参数,并且对原地基结构破坏较小。将CPTU土壤参数测试过程以及桩基施工过程结合起来构成土联网桩机施工监控系统,充分利用CPTU测量的土壤参数来确定桩机施工参数,和传统参数确定方法相比提高了准确性和易用性,同时还可以远程监测实时施工参数保证施工质量。因此设计一个基于土联网的土层测试及桩机施工监控系统是十分重要的。本论文完成的主要工作如下:（1）设计了包括CPTU土层测试、桩机施工监控和土联网云平台的总体架构。分析了水泥搅拌桩常规施工过程以及施工工艺参数的确定方法,研究了通过CPTU试验确定地质分层的方法。设计了包括数据采集终端、数据接收服务器、Web服务器三个部分的土联网测控系统。这个系统架构较好地解决了桩机施工参数的监测及确定,节省了施工材料,提高了施工效率,保证了施工质量。（2）研究了基于CPTU数据的土层分类方法及其三维展示。使用基于CPTU数据的中国实用土分类方法进行单孔土分类。对比分析了反距离插值法和克里金插值法在构建三维曲面效果方面的优势和缺陷。最后应用基于WebGL的第三方库Three.js把土层边界曲面在Web页面上展示出来。（3）设计了一种确定施工工艺参数的模糊控制器。分析了影响水泥搅拌桩成桩质量的因素。选择地质分层、含水率、塑性指标、深度作为模糊控制器的输入,水泥掺量、下钻提升速度、搅拌转速、喷浆压力作为输出构建了多输入多输出的模糊控制器。为了将多输入多输出的模糊控制器解耦采用了多变量分层的模糊控制思想,把一个大的模糊控制器分为多个双输入单输出的模糊控制器简化了模糊关系。通过实际案例,验证了模糊控制器的可靠性。（4）搭建了土联网测试系统。测试系统包括数据采集终端、数据接收服务器、Web服务器三个部分。数据采集终端由远程传输单元DTU（Data Transfer unit）把传感器采集的数据发送给数据接收服务器;针对大量数据采集终端同时传输数据的情况,设计了一种基于Netty及Kafka高并发数据接收服务器,Netty负责轮询终端端口接收数据,Kafka采用队列消息模式把待处理的消息分发给多个消费程序,完成了数据采集与处理的解耦提高了服务器的并发性能。Web服务器基于Spring、Spring MVC、Mybatis框架构建,实现了基本的数据统计与查询功能,基于Web Socket实现了Web端的远程数据监测功能,方便用户管理监测施工项目。