CN109778840B - 一种内置芯片的混凝土预制桩及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置芯片的混凝土预制桩及其制作方法。该内置芯片的混凝土预制桩包括预制桩本体，在预制桩本体上设有动态监测系统，所述动态监测系统通过导线或无线与地面终端设备相连；所述动态监测系统用于监测预制桩本体所处的地质环境变化信息、预制桩本体受力状态变化信息并传递至地面终端设备。该内置芯片的混凝土预制桩能够清楚、准确的获得产品由原材料到成品整个生产过程中的质量信息，可实时了解施工过程中及施工完成后预制桩所处环境的变化，便于对工程质量进行把控，确保了施工的安全。

Description

一种内置芯片的混凝土预制桩及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种内置芯片的混凝土预制桩及其制作方法。

背景技术

现有的混凝土预制桩，仅在预制桩外表喷刷产品标志，仅有产品厂名或商标、产品标记、制造日期、管桩编号及合格标识，而产品的详细资料如原材料厂家、产品检验数据、生产车间班组甚至操作人员、检验人员、该批次混凝土强度等数据均未录入，用户不能第一时间全方位掌握该产品的全部信息，施工时如发生问题也无法在第一时间追溯产品质量问题。另外，预制桩在施工完毕或长期使用后，由于地下环境变化，或发生地质灾害后，预制桩处的环境数据、地质土壤位移引起的预制桩受力状态的变化、地质沉降程度等等，都不能实时动态监测。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种内置芯片的混凝土预制桩及其制作方法，该内置芯片的混凝土预制桩能够清楚、准确的获得产品由原材料到成品整个生产过程中的质量信息，可实时了解施工过程中及施工完成后预制桩所处环境的变化，便于对工程质量进行把控，确保了施工的安全，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种内置芯片的混凝土预制桩，包括预制桩本体，在预制桩本体上设有动态监测系统，所述动态监测系统通过导线或无线与地面终端设备相连；所述动态监测系统用于监测预制桩本体所处的地质环境变化信息、预制桩本体受力状态变化信息并传递至地面终端设备。

所述动态监测系统包括设于预制桩本体上的主控芯片和传感器，所述传感器检测的数据经主控芯片存储并输出至所述地面终端设备。

在主控芯片上设有身份识别标识，所述身份识别标识为电子标签。

所述主控芯片为RFID标签。

在预制桩本体上还设有放大器，所述放大器用于放大传感器检测的信号数据并输出至地面终端设备。

所述地面终端设备为互联网终端；所述地面终端设备为电脑或手机终端。

所述传感器包括设于预制桩本体底端面内的第一传感器，和/或设于预制桩本体顶端面内的第二传感器；第一传感器用于采集预制桩本体所处的地质环境变化信息及受力状态变化信息,第二传感器用于采集桩端压力变化信息。

所述第一传感器为压力传感器，和/或温度传感器，和/或振动传感器；所述第二传感器为压力传感器，和/或振动传感器。

在所述预制桩本体上方连接至少一个预制桩，相邻预制桩的接头处桩端面固连；所述动态监测系统包括设于预制桩本体底端面内的第一传感器、设于相邻预制桩的接头处桩端面内的第三传感器、以及分别设于预制桩本体及预制桩上的主控芯片；第一传感器用于采集预制桩本体所处的地质环境变化信息及受力状态信息、桩端压力变化信息，第三传感器用于采集相邻预制桩接头处位移变化信息或桩端压力变化信息；主控芯片存储并输出其所在的预制桩上的传感器检测的数据至地面终端设备。

所述第三传感器为光电传感器，和/或压力传感器，和/或振动传感器。

在相邻预制桩的接头处桩端面上设有至少一组上、下相对设置的第三传感器，第三传感器用于采集上下相邻的两预制桩的位移变化信息。

相邻预制桩的接头处采用栓接、法兰盘固定或焊接连接。

所述第一传感器经一冰盒保护装置设于预制桩本体的底端面内部。

在预制桩本体的底端面上设有第一凹槽，所述冰盒保护装置固设于所述一凹槽内。

在混凝土预制桩的顶端面上设有第二凹槽，所述第二传感器安装于所述第二凹槽内；在混凝土预制桩接头处桩端面上、下对应设置第三凹槽，所述第三传感器设于第三凹槽内。

所述冰盒保护装置包括一底座板，在底座板下方固连一强力弹簧的上端，强力弹簧的下端固连一限位件，在限位件底端固连所述第一传感器；压缩状态的强力弹簧、限位件及第一传感器均由一凝固状态的冰盒固定于所述底座板下方。

在第一传感器下方固连缓冲保护片。

所述缓冲保护片为水溶胶。

所述冰盒保护装置经设于底座板上的螺钉与第一凹槽的槽壁固定。

所述底座板为钢底板或合金板。

所述第二传感器、第三传感器对应固设于所述第二凹槽、第三凹槽内，所述第二传感器、第三传感器均通过自攻螺钉与预埋于混凝土内的塑料膨胀管固定。

在底座板上对应所述强力弹簧设有开孔；在冰盒保护装置安装于第一凹槽内前，在开孔内配合设有一螺栓，拧动螺栓与螺母配合后上拉螺栓，实现强力弹簧的压缩，然后，在底座板下方的模具内浇水凝固形成保护第一传感器的冰盒，拆除模具及螺栓形成所述冰盒保护装置；打桩前将冰盒保护装置直接安装于所述第一凹槽内即可。

所述限位件为限位螺母。

所述放大器经密封盒包设，所述密封盒与所述预制桩本体固连以将放大器固定于预制桩内。

在预制桩本体内还设有用于容置信号导线的走线管。

所述走线管为铠甲钢套管。

所述铠甲钢套管与预制桩本体等高。信号导线贯穿所述铠甲钢套管以连接动态监测系统和地面终端设备。

在混凝土预制桩外侧面设有第四凹槽，所述主控芯片设于第四凹槽内。

上述内置芯片的混凝土预制桩的制作方法，包括如下步骤：

(1)在混凝土预制桩的钢模内，根据监测功能确定传感器及主控芯片的安装位置，浇筑混凝土前，在前述确定的安装位置处钢模内壁设置磁性预埋盒壳体，脱模时取出方便；

(2)浇筑混凝土制桩，预埋磁性预埋盒壳体，磁性预埋盒壳体空间形成安装所述传感器及主控芯片的凹槽；

(3)在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩的凹槽内通过自攻螺钉与预埋的塑料膨胀管安装主控芯片；

(4)施工前，在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩的桩端面位置的凹槽内安装传感器。

步骤(2)还包括沿混凝土预制桩高度方向设置走线管进行预埋的步骤。

步骤(1)所述主控芯片用于存储不同传感器采集的信息并通过导线或无线传递至地面终端设备。

所述传感器包括安装于底部混凝土预制桩底端凹槽内的第一传感器和安装于相邻混凝土预制桩接头处桩端面内的第二传感器、第三传感器；第一传感器用于采集预制桩本体所处的地质环境变化信息及受力状态信息，第二传感器用于采集桩端压力变化信息，第三传感器用于采集相邻预制桩接头处位移变化信息。

主控芯片在混凝土预制桩出厂前安装于预制桩的第四凹槽内；第二传感器在施工前安装至混凝土预制桩桩端面位置的第二凹槽内；第一传感器采用冰盒保护装置在打桩前安装于混凝土预制桩底端的第一凹槽内。

本发明的有益效果:

该内置芯片的混凝土预制桩通过在预制桩内设置安装动态监测系统，与地面终端设备相连，能够清楚、准确的获得预制桩产品由原材料到成品整个生产过程中的质量信息，如原材料厂家、产品检验数据、生产车间班组甚至操作人员、检验人员、该批次混凝土强度等数据，可实时了解施工过程中及施工完成后预制桩所处环境的变化，便于对工程质量进行把控，确保了施工的安全。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为图1中预制桩本体打入地下后冰盒保护装置中冰融化后结构示意图；

图3为图1中动态监测系统无线连接的电气原理示意图；

图4为图1中冰盒保护装置的结构示意图；

图5为图4中冰盒保护装置固定压缩弹簧状态的结构示意图；

图6为本发明实施例2的结构示意图；

图7为本发明实施例3的结构示意图；

图8为图7中动态监测系统有线连接的电气原理示意图；

图9为本发明实施例4的结构示意图；

图10为本发明制作流程示意图。

图中，1预制桩本体、2主控芯片、3地面终端设备、4传感器、5放大器、6预制桩、7第二传感器、8冰盒保护装置、9第一凹槽、10底座板、11强力弹簧、12限位件、13缓冲保护片、14螺钉、15第二凹槽、16螺栓、17第一传感器、18无线模块、19第三凹槽、20走线管、21第四凹槽、22第三传感器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

实施例1

如图1-5、10所示，该内置芯片的混凝土预制桩包括预制桩本体1，在预制桩本体上设有动态监测系统，所述动态监测系统通过无线与地面终端设备3相连；所述动态监测系统用于监测预制桩本体所处的地质环境变化信息、预制桩本体受力状态变化信息并传递至地面终端设备。

所述动态监测系统包括设于预制桩本体上的主控芯片2和传感器4，所述传感器检测的数据经主控芯片2存储并输出至所述地面终端设备。

在主控芯片上设有身份识别标识，所述身份识别标识为电子标签。

所述电子标签为RFID标签，通过RFID标签，可直接扫描获取其上存储的信息，便于地面终端设备对预制桩进行相应监测，即当地面终端设备通过预制桩上设置的传感器采集相应信息时，能够清楚的知道是该预制桩及其所处的周围环境的变化，继而跟预制桩身份信息结合，在预制桩存在问题时，方便找到预制桩产品源头，了解其各项质量指标和生产情况，便于对后续施工进行安全指导。

在预制桩本体1上还设有放大器5，所述放大器用于放大传感器检测的信号数据并输出至地面终端设备3。放大器通过密封盒设置于预制桩本体1内。

所述地面终端设备为互联网终端；所述地面终端设备为电脑或手机终端。

所述传感器4包括设于预制桩本体1底端面内的第一传感器17和设于预制桩本体顶端面内的第二传感器7；第一传感器用于采集预制桩本体所处的地质环境变化信息及受力状态变化信息,第二传感器用于采集桩端压力变化信息。

所述第一传感器17为压力传感器、温度传感器、振动传感器的集合，各传感器监测采集相应信息并存储于芯片内继而传输至地面终端设备；所述第二传感器7为压力传感器。

所述第一传感器经一冰盒保护装置8设于预制桩本体的底端面内部。

在预制桩本体的底端面上设有第一凹槽9，所述冰盒保护装置固设于所述第一凹槽内。

在预制桩本体的顶端面上设有第二凹槽15，所述第二传感器7固设于所述第二凹槽内。

所述冰盒保护装置包括一底座板10，在底座板下方固连一强力弹簧11的上端，强力弹簧11的下端固连一限位件12，在限位件12底端固连所述第一传感器17；压缩状态的强力弹簧11、限位件12及第一传感器17均由一凝固状态的冰盒固定于所述底座板10下方。

在第一传感器17下方固连缓冲保护片13。

所述缓冲保护片13为水溶胶。

所述冰盒保护装置8经设于底座板上的螺钉14与第一凹槽9的槽壁固定。当然，冰盒保护装置8也可以采用其他固定方式固定于第一凹槽内。

所述底座板10为钢底板或合金板。

所述限位件12为限位螺母。

在底座板10上对应所述强力弹簧11设有开孔；在冰盒保护装置安装于第一凹槽9内前，在开孔内配合设有一螺栓16，拧动螺栓与限位螺母配合后上拉螺栓16，实现强力弹簧的压缩，强力弹簧压缩带动限位件及与限位件相连的第一传感器向上移动，靠近底座板，然后，在底座板10下方的模具内浇水凝固形成保护第一传感器17的冰盒，拆除模具及螺栓16后，形成所述冰盒保护装置；打桩前将冰盒保护装置通过螺钉14直接安装于所述第一凹槽内即可。

所述放大器5经密封盒包设，所述密封盒预埋于所述预制桩本体1内，以方便放大器与预制桩本体的固定连接。

主控芯片2与地面终端设备3之间通过无线模块18传输。

所述RFID标签安装于预制桩外侧面上设置的第四凹槽21内。第四凹槽在混凝土预制桩制备时由盒体预埋形成。

上述内置芯片的混凝土预制桩制作方法，包括如下步骤：

(1)在混凝土预制桩的钢模内，根据监测功能确定传感器及主控芯片的安装位置，浇筑混凝土前，在前述确定的安装位置处设置壳体；具体为：对应预制桩的桩头处钢模内壁位置，将拟安装主控芯片2和传感器的磁性预埋盒固定在钢模内壁；

(2)浇筑混凝土时，将磁性预埋盒一起浇筑在内，磁性预埋盒形成供第一传感器17安装的第一凹槽9以及供主控芯片2安装的第四凹槽21；

磁性预埋盒的外表与钢模内壁形状一致，在磁性预埋盒的四角分别预置一颗塑料膨胀管插入混凝土中，便于后期在磁性预埋盒内通过自攻螺丝固定传感器或主控芯片的芯片座或芯片盒；

为了便于放大信号，还安装放大器，因此还可以预埋用于安装放大器的密封盒；

(3)在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩上部的第四凹槽内安装主控芯片2，出厂运至施工地点；

(4)施工前，在预制桩内预埋的密封盒内安装放大器5，通过放大信号，便于信号的传输；打桩前，在第一凹槽9内安装冰盒保护装置实现第一传感器17的保护安装。

主控芯片在混凝土预制桩制作完成、出厂前安装于第四凹槽21内，安装前主控芯片2是由芯片保护盒保护的，由芯片保护盒直接安装于第四凹槽21内，芯片保护盒可以为透明塑料保护盒；第一传感器17和放大器5均在预制桩到达施工现场、施工前进行安装，放大器通过自动螺丝或螺栓或其他固定方式安装于预制桩本体预埋的空间内，对于实心桩，放大器安装于距离桩桩端面几十公分的空腔内。第一传感器17的安装过程具体为：将冰盒保护装置8通过底座板10与第一凹槽9槽壁用螺钉14固定；固定前，冰盒保护装置的制作过程为：底座板10的开孔内设置螺栓16，螺栓底端与限位螺母配合，上拉螺栓16，强力弹簧11收缩，进而带动限位螺母及与限位螺母底端固连的第一传感器17靠近底座板10底面位置，在底座板下放置模具、浇水凝固形成冰盒，冰盒将压缩状态的强力弹簧、限位螺母及第一传感器包裹起来，去除模具、去除螺栓16后，形成需要安装于第一凹槽9内的冰盒保护装置，冰盒对第一传感器形成一种防护和保护，安装前，可将冰盒保护装置8放在冰柜中存储，打桩前进行安装。在预制桩本体1打入地下后，冰盒的冰会逐渐融化，第一传感器下的缓冲保护片13-水溶胶也逐渐融化，强力弹簧11伸展，带动限位螺母向下顶动第一传感器17，第一传感器逐渐接触土壤表面，进入工作状态，实现对该位置处的环境变化信息进行采集，并传递至地面终端设备，实现远程监控。

实施例2

如图4-6、10所示，该内置芯片的混凝土预制桩包括预制桩本体1及固连于预制桩本体1上方的至少一个预制桩6，此处预制桩6和预制桩本体1相同预制桩产品，只是打桩位置及其上传感器种类和数量设置方面存在一定差异。在各混凝土预制桩上设有动态监测系统，所述动态监测系统通过无线与地面终端设备3相连；所述动态监测系统用于监测预制桩所处的地质环境变化信息、预制桩受力状态变化信息并传递至地面终端设备。

所述地面终端设备为互联网终端；所述地面终端设备为电脑或手机终端。

所述动态监测系统包括主控芯片2和传感器4，所述传感器检测的数据经主控芯片存储并输出至所述地面终端设备。具体的，所述动态监测系统包括设于预制桩本体底端面内的第一传感器17、设于相邻预制桩的接头处桩端面内的第三传感器22、以及分别设于预制桩本体及预制桩上的主控芯片2；第一传感器用于采集预制桩本体1所处的地质环境变化信息及受力状态信息，第三传感器用于采集相邻预制桩接头处位移变化信息；主控芯片2存储并输出其所在的预制桩上的传感器检测的数据至地面终端设备。

在主控芯片上设有身份识别标识，所述身份识别标识为电子标签。

所述电子标签为RFID标签，通过RFID标签，可直接扫描获取其上存储的信息，每个预制桩上对应设置一RFID标签，便于地面终端设备对各预制桩进行相应监测，即当地面终端设备通过预制桩上设置的传感器采集相应信息时，能够清楚的知道是哪一个预制桩及周围环境的变化，继而跟预制桩身份信息结合，在预制桩存在问题时，方便找到预制桩产品源头，了解其各项质量指标和生产情况，便于对后续施工进行安全指导。

在混凝土预制桩上还设有放大器5，所述放大器用于放大各种传感器4检测的信号数据并输出至地面终端设备3。放大器通过全密封盒设置于混凝土预制桩内。

所述传感器4包括设于预制桩本体1底端面内的第一传感器17，以及设于相邻预制桩的接头处桩端面内的第三传感器22；第一传感器17用于采集预制桩本体1所处的地质环境变化信息及受力状态信息，第三传感器22用于采集相邻预制桩接头处位移变化信息。

相邻预制桩的接头处采用栓接、法兰盘固定或焊接连接。

所述第一传感器17为压力传感器、温度传感器和振动传感器的集合，所述第三传感器22为光电传感器。设于预制桩接头位置的光电传感器是监测接头处两预制桩间水平位移变化。各传感器4监测采集相应信息并存储于主控芯片2内继而传输至地面终端设备实现远程实时监控。

第三传感器22也可以为光栅传感器或对设开关。

在相邻预制桩的接头处桩端面上设有至少一组上下对应设置的第三传感器22；每组第三传感器设于接头处两桩端面上、下相对设置的第三凹槽19内。

所述第三传感器22通过自攻螺钉与预埋于混凝土内的塑料膨胀管固连。实际施工中，磁性预埋盒(上面有2-4颗预埋膨胀管)是临时用在浇注混凝土时固定在钢模内壁的，待脱模后取下磁性预埋盒可重复使用，换上塑料保护盒，预埋在预制桩内即形成第三凹槽19，因为塑料膨胀管的设置，方便了后续安装第三传感器，只需通过自攻螺丝进入塑料膨胀管内以固定第三传感器即可。

所述第一传感器17经一冰盒保护装置8设于预制桩本体1的底端面内部。

在预制桩本体1的底端面上设有第一凹槽9，所述冰盒保护装置固设于所述第一凹槽内。

所述冰盒保护装置包括一底座板10，在底座板下方固连一强力弹簧11的上端，强力弹簧11的下端固连一限位件12，在限位件12底端固连所述第一传感器17，压缩状态的强力弹簧11、限位件12及第一传感器17均由一凝固状态的冰盒固定于所述底座板10下方。

在第一传感器17下方固连缓冲保护片13。

所述缓冲保护片13为水溶胶。

所述冰盒保护装置8经设于底座板上的螺钉14与第一凹槽9的槽壁固定。

所述底座板10为钢底板或合金板。

所述限位件12为限位螺母。

在底座板10上对应所述强力弹簧11设有开孔；在冰盒保护装置安装于第一凹槽内前，在开孔内配合设有一螺栓16，拧动螺栓与限位螺母配合后上拉螺栓16，实现强力弹簧的压缩，强力弹簧压缩带动限位螺母上移，继而带动第一传感器向上靠近底座板底面，然后，在底座板10下方设置模具并往模具内浇水凝固形成保护第一传感器17的冰盒，冰盒包裹压缩状态的强力弹簧、限位螺母及第一传感器，拆除模具及螺栓16形成所述冰盒保护装置；打桩前将冰盒保护装置通过螺钉14直接安装于所述第一凹槽9的塑料膨胀管内即可。

所述放大器5经密封盒包设，所述密封盒预埋于所述预制桩本体1、预制桩6内，同样的，浇筑混凝土时，密封盒四周也设置塑料膨胀管，塑料膨胀管插入密封盒侧壁设置，在施工前，将放大器通过自攻螺丝固定于密封盒上的塑料膨胀管内即可。

上述主控芯片2与地面终端设备之间通过无线模块18传输。

所述RFID标签安装于预制桩外侧面上设置的第四凹槽21内。第四凹槽在混凝土预制桩制备时由盒体预埋形成。

上述内置芯片的混凝土预制桩制作方法，包括如下步骤：

(1)在混凝土预制桩的钢模内，根据监测功能确定传感器及主控芯片的安装位置，浇筑混凝土前，在前述确定的安装位置处设置壳体；具体为：对应预制桩的桩头处钢模内壁位置，将拟安装主控芯片2和传感器4的磁性预埋盒固定在钢模内壁；

(2)浇筑混凝土时，将磁性预埋盒一起浇筑在内，磁性预埋盒形成供第一传感器17安装的第一凹槽9，供第三传感器22安装的第三凹槽19，以及供主控芯片2安装的第四凹槽21；

磁性预埋盒的外表与钢模内壁形状一致，在磁性预埋盒的四角分别预置一颗塑料膨胀管插入混凝土中，便于后期在磁性预埋盒内通过自攻螺丝固定传感器或主控芯片的芯片座或芯片盒；

为了便于放大信号，还安装放大器，因此还可以预埋用于安装放大器的密封盒；

(3)在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩上部的第四凹槽21内安装主控芯片2，出厂运至施工地点；

(4)施工前，在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩的第三凹槽19内安装第三传感器7；在传感器外部的密封盒内安装放大器5；放大器5置于离桩端面几十公分的空腔内；通过信号放大，便于信号的传输；打桩前，在最底端的预制桩的第一凹槽内安装冰盒保护装置，实现第一传感器17的保护安装。在最底端预制桩打入地下后，在其顶端面固连一个或多个预制桩，由于该接头位置的预制桩端面上设置对应的第三传感器22，便于后续接头位置变形或出现变化时及时监测。

只有最底端的混凝土预制桩设置用于安装第一传感器17的第一凹槽9，其他预制桩在接头处的桩端面上都设置第三凹槽，用于安装第三传感器22。还可以在最上端的预制桩顶端面设置第二凹槽15，用于安装第二传感器7。

具体的，上述混凝土预制桩在制作前，在预制桩钢模内固定工艺用、脱模完可取下重复利用的磁性预埋盒，制造出各凹槽，用于保护传感器的盒体、密封放大器的盒体以及保护固定主控芯片的盒体均在磁性预埋盒取下后安装于由磁性预埋盒形成的空间内，可通过预埋设置的塑料膨胀管固定、稳固盒体，盒体空间即前述形成的第一凹槽9、第三凹槽19、第四凹槽21及用于安装放大器的凹槽；放置第三传感器22的盒体可以为开口的塑料保护盒，放置第三传感器的盒体在施工前通过自攻螺丝、螺栓或其他固定方式安装在第三凹槽19内；盒体形成的第一凹槽9在打桩前进行第一传感器17的安装，具体为：将冰盒保护装置8通过底座板10与第一凹槽9槽壁用螺钉14固定；固定前，冰盒保护装置的制作过程为：底座板10的开孔内设置螺栓16，螺栓底端与限位螺母配合，上拉螺栓，强力弹簧11收缩，带动第一传感器17靠近底座板10底面位置，在底座板下放置模具、浇水凝固形成冰盒，去除模具、去除螺栓16后，形成需要安装于第一凹槽内的冰盒保护装置，冰盒对第一传感器形成一种防护和保护，打桩前可将冰盒保护装置8放在冰柜中存储，打桩前进行安装。在预制桩打入地下后，冰盒的冰融化，第一传感器下的缓冲保护片13即水溶胶也逐渐融化，强力弹簧11伸展，带动限位螺母向下顶动第一传感器17，第一传感器17逐渐接触土壤，进入工作状态，实现对该位置处的环境变化及受力变化、压力信息进行采集，并传递至地面终端设备，实现远程监控。

实施例3

如图7、8所示，该内置芯片的混凝土预制桩的结构同实施例1的内置芯片的混凝土预制桩，所不同的是，在预制桩本体1内还设有用于容置信号导线的走线管20，动态监测系统与地面终端设备采用有线连接。

所述走线管为铠甲钢套管。

所述铠甲钢套管与预制桩本体等高。信号导线贯穿所述铠甲钢套管以连接动态监测系统和地面终端设备。

用于放置放大器的凹槽与铠甲钢套管相连或靠近，也与传感器所在的凹槽靠近设置，由此方便信号线的接入和引出。

制作及使用同实施例1的制作及使用，所不同的是，主控芯片2与地面终端设备采用有线连接，因此，在预埋前，还需预埋用于走信号线的铠甲钢套管，信号线顶端穿出铠甲钢套管到地面接收处理，信号线底端与混凝土预制桩内的传感器相连。

实施例4

如图7、9所示，该内置芯片的混凝土预制桩同实施例2的内置芯片的混凝土预制桩，所不同的是，在各预制桩内设置沿预制桩高度方向设置的走线管20，动态监测系统与地面终端设备采用有线连接。

所述走线管为铠甲钢套管。

所述铠甲钢套管与预制桩本体等高。信号导线贯穿所述铠甲钢套管以连接动态监测系统和地面终端设备。

制作及使用同实施例2的制作及使用，所不同的是，主控芯片与地面终端设备采用有线连接，因此，在预埋前，还需预埋用于走信号线的铠甲钢套管，铠甲钢套管沿预制桩高度方向设置。

上述混凝土预制桩也可以为空心桩，放大器需安装于空心桩的内孔内。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种内置芯片的混凝土预制桩，包括预制桩本体，其特征在于，在预制桩本体上设有动态监测系统，所述动态监测系统通过导线或无线与地面终端设备相连；所述动态监测系统用于监测预制桩本体所处的地质环境变化信息、预制桩本体受力状态变化信息并传递至地面终端设备，所述动态监测系统包括设于预制桩本体上的主控芯片和传感器，所述传感器检测的数据经主控芯片存储并输出至所述地面终端设备，第一传感器经一冰盒保护装置设于预制桩本体的底端面内部；在预制桩本体的底端面上设有第一凹槽，所述冰盒保护装置固设于所述第一凹槽内，所述冰盒保护装置包括一底座板，在底座板下方固连一强力弹簧的上端，强力弹簧的下端固连一限位件，在限位件底端固连所述第一传感器；压缩状态的强力弹簧、限位件及第一传感器均由一冰盒固定于所述底座板下方。

2.根据权利要求1所述的内置芯片的混凝土预制桩，其特征在于，所述传感器包括设于预制桩本体底端面内的第一传感器,和/或设于预制桩本体顶端面内的第二传感器；第一传感器用于采集预制桩本体所处的地质环境变化信息及受力状态变化信息,第二传感器用于采集桩端压力变化信息。

3.根据权利要求2所述的内置芯片的混凝土预制桩，其特征在于，所述第一传感器为压力传感器，和/或温度传感器，和/或振动传感器；所述第二传感器为压力传感器，和/或振动传感器。

4.根据权利要求1所述的内置芯片的混凝土预制桩，其特征在于，在所述预制桩本体上方连接至少一个预制桩，相邻预制桩的接头处桩端面固连；所述动态监测系统包括设于预制桩本体底端面内的第一传感器、设于相邻预制桩的接头处桩端面内的第三传感器、以及分别设于预制桩本体及预制桩上的主控芯片；第一传感器用于采集预制桩本体所处的地质环境变化信息及受力状态信息，第三传感器用于采集相邻预制桩接头处位移变化信息或桩端压力变化信息；主控芯片存储并输出其所在的预制桩上的传感器检测的数据至地面终端设备。

5.根据权利要求4所述的内置芯片的混凝土预制桩，其特征在于，在相邻预制桩的接头处桩端面上设有至少一组上、下相对设置的第三传感器，第三传感器用于采集上、下相邻的两预制桩的位移变化信息；所述第一传感器为压力传感器，和/或温度传感器，和/或振动传感器，所述第三传感器为光电传感器，和/或压力传感器，和/或振动传感器。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的内置芯片的混凝土预制桩的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在混凝土预制桩的钢模内，根据监测功能确定传感器及主控芯片的安装位置，浇筑混凝土前，在前述确定的安装位置处设置壳体；

(2)浇筑混凝土制桩，预埋所述壳体，壳体空间形成安装所述传感器及主控芯片的凹槽；

(3)在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩的凹槽内安装主控芯片；

(4)施工前，在步骤(2)浇筑完的混凝土预制桩的桩端面位置的凹槽内安装传感器。

7.根据权利要求6所述的内置芯片的混凝土预制桩的制作方法，其特征在于，步骤(2)还包括沿混凝土预制桩高度方向设置走线管进行预埋的步骤。