单桩竖向抗压静载测试原理是在桩顶部逐级施加荷载，观测桩在荷载下产生的沉降，从而检测单桩的竖向抗压承载力。单桩竖向抗压试验设备主要由反力装置、加载装置、荷载量测装置、位移量测装置和自动采集装置组成。
在早期的试验过程中，由于设计单桩的承载力较低，所以现场用来试验的设备也相对简单;随着现场测试技术的发展，反力平台中配重物由土堆、压桩机、水箱、砂袋等发展到了混凝土预制块、钢锭或者使用工程桩反锚等;反力装置有了锚桩反力装置、压重反力装置、堆重锚桩联合反力装置、地锚反力装置的多样化反力装置;这样一方面缩短工期，另一方面试验的安全性有所提高;加载设备中加压泵由手动油泵发展为交流电动油泵、直流电动油泵以及全自动交流、直流电动油泵;观测用的量测表也由机械式百分表发展为大量程、高精度的位移传感器;现场检测由试验人员手动抄表方式，更换为自动加卸、记录、判稳的静载荷测试仪。
那么，现场试验时，单桩竖向抗压试验会用到哪些装置呢？又该如何进行选择呢？
一、反力装置
常见的反力装置由不同规格的钢梁、支墩、配重(混凝土块或钢块)等组成。
单桩竖向抗压静载荷装置常采用锚桩反力装置、压重反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。
试验用的钢梁包含主梁和次梁，钢梁截面大小须经计算确定，并满足强度、整体稳定和刚度三个主要要求。前两个保证钢梁在使用中的安全，后者保证不会产生过大的变形以利正常使用。若在压重反力装置中使用，钢梁的使用还需要考虑长度，从而保障反力平台处于安全高度之内。
无论荷重反力装置，加载反力装置提供的反力不得小于最大加载值得1.2倍(部分规范有更高的要求，按照试验规范执行)，加载反力装置的构件应满足承载力和变形的要求;当使用锚桩反力装置和锚桩压重联合反力装置，工程桩作锚桩时，锚桩数量不宜少于4根，且应对锚桩上拔量进行监测;压重宜在检测前一次加足，并均匀稳固地放置于平台上，且压重施加于地基的压应力不宜大于地基承载力特征值的1.5倍;有条件时，宜利用工程桩作为堆载支点。
二、加载稳压装置
加载稳压装置包含油泵、千斤顶、液压油管、分流阀、卸载阀等器件。
（一）千斤顶的选择
静载试验一般采用液压式千斤顶，可根据不同的吨位需求，选择不同吨位的千斤顶。
目前市场上有两类千斤顶，一类是单油路千斤顶，另一种是双油路千斤顶;若现场需要仪器控制自动卸载，应选择双油路千斤顶。
在静载试验选择千斤顶时，试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%(或部分规范要求的1.2倍);且部分地区明确要求千斤顶在最大试验荷载对应的测量值宜控制在全量程的25%-80%范围内(或千斤顶的量程不应大于最大加载量的3.0倍)。具体要求需更具对应的试验规范进行校核。
当采用两台以上千斤顶加载时，其型号、规格应一致。所有千斤顶应并联同步工作，其合力中心应与受间桩的横截面形心重合。目的是为了避免受检桩偏心受荷，若偏心严重，轻则使试验数据失真，反力不够无法测试真正的承载力值，重则会使试桩和试验设备遭到破坏。
※需注意：为保障测试油路中压力一致，千斤顶上面不应带有保压装置。
（二）油泵的选择
目前市场上的油泵的种类较多，在进行工程试验时应该主要考虑以下几点进行选择：
1、油泵的额定出油量，也就是油泵在运行状态下每分钟的出油量，如在大吨位试验的时候，不宜选择额定出油量过小的油泵，会导致加载时间过长;在小吨位试验的时候，不宜选择额定出油量过大的油泵，否则在加载过程中会经常出现加荷超值的现象。
2、油泵的油箱大小。同样也是选择油泵的一个要素，如在进行较大吨位试验时，选择小油箱的油泵，在试验过程中需要多次对油泵进行加油，而在卸载的时候需要对油泵进行取油，增加现场检测人员的负担。但大油箱油泵在搬运的过程中又存在搬运比较困难的问题，所以需要合理进行选择。
3、油泵最大加载能力。油泵的最大加载能力同样时油泵选择的一个重要要素，如油泵最大加载能力只能加载到40MPa，会导致在试验后期无法施加到的情况，所以需要合理的选择油泵的最大加载能力。
三、荷载量测装置
静载试验通过控制油泵控制千斤顶升降，从而实现荷载的施加和卸荷，荷载测量一般采用以下两种形式：一是通过用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定;二是通过并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。
荷重传感器测量荷载属于直接测量。单桩竖向抗压试验中荷重传感器置于千斤顶的上方，直接测量荷载值。使用荷载传感器试验时，压力的测量范围、误差仅取决传感器的量程与精度，与所用千斤顶的大小无关。荷重传感器在测量前需对传感器进行校准标定。
常见的荷重传感器精度等级有0.1级、0.25级、0.5级、1.0级等，量程也有100kN、200kN、500kN、1000kN、2000kN、3000kN、5000kN、8000kN、10000kN等量程，在选择进行试验时，应根据试验规范、最大试验荷载值等信息选择合适的荷重传感器。
如《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T 3512-2020)单桩竖向抗压静载试验中要求荷重传感器的测量误差不应大于1%。
油压表和压力传感器测量荷载属于间接测量，它直接测量的是千斤顶的油压，通过千斤顶的率定曲线换算出千斤顶的荷载。相对而言同精度下的压力传感器的精度和分辨率较油压表更高。
市面上用于静载试验的油压表的量程主要有25MPa、40MPa、60MPa、100MPa等，精度常见的等级有0.1级、0.4级、1.0级、1.6级等。
试验时应根据试验规范、千斤顶的配置和最大试验荷载要求，合理选择压力表和压力传感器。如《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2014)单桩竖向抗压静载试验中明确要求压力传感器或压力表的准确度应优于或等于0.5级，且试验用压力表在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。
四、位移量测装置
位移量测装置主要由基准桩、基准梁和百分表或位移传感器组成。
（一）基准梁与基准桩
基准桩的设置应满足以下条件：基桩桩本身不变动，没有被触碰的危险，附近没有振源，不受直射阳光与风雨等干扰，不受试桩下沉的影响。基桩桩和基准梁原则上应该是不动的。但是，由于试桩与锚桩的变位，气象、日照以及附近施工与交通引起的振动甚至潮汐等影响，都会使基准桩或基准梁产生一定的变位或变形。基准梁牢固地安装在基准桩上后，要清理周围的杂物，保证在试验过程中周围的活动物体不接触和影响基准桩和基准梁。基桩桩应打入地面以下足够的深度，一般不小于1m。
基准梁应具有足够的刚度，宜采用工字钢，高跨比宜小于1/40。型钢的缺点是温度膨胀系数大，为减少温度变化引起的基准梁挠曲变形，一端固定在基准桩上，另一端应可沿基准梁方向水平移动(简支于基准桩上)。基准梁附近最好不要设置高功率的照明和取暖设备，也可用聚苯乙烯等隔热材料将基准梁包裹起来，以消除温度影响。另外，基准梁不宜过长，因为很难避免气候环境影响，越长受外界环境影响越大。在实际检测过程中，可以用蓬布将基准梁遮盖起来，防止日光直射以及风雨的侵袭，尽可能地减少外界环境对试验结果的影响。
基桩桩的安装应该符合下表要求：
（二）百分表和位移传感器
基桩沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表，《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2014)中要求沉降测量误差不大于0.1%FS，分辨率优于或等于0.01mm。常用的百分表量程有50mm、30mm、10mm，量程越大，周期检定合格率越低，但沉降测量使用的百分表量程过小，会造成频繁调表，影响测量精度。
位移传感器工作原理是把位移信号转化为数字信号或模拟信号，便于测读。位移相对于百分表自动化程度更高，可配套静载荷测试仪使用。目前有些厂家推出的位移传感器还具有防水功能，无线连接等功能，更易操作，适应现场环境。
百分表位移传感器在使用中，应定期进行标定，并且应经常进行期间核查。位移计应备有夹具、表架，并同基准梁连接，夹具和表架不得有挠曲变形。
在单桩竖向抗压静载试验中，沉降测定平面宜在桩顶200mm以下位置，且测定平面到桩顶距离不小于0.5倍桩径，两者取大值。直径或边宽大于500mm的桩，应在其2个方向对称安置4个百分表或位移传感器。直径或边宽小于500mm的桩可对称安置2个百分表或位移传感器。仪表应对称排布并位于同一水平面。
测点表面需经一定处理，使其牢固地固定于桩身，不得在承压板上或千斤顶上设置沉降观测点，避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。
五、自动采集装置
随着电子技术的发展，基桩静载测试技术也向着自动化测试方向不断发展。在20世纪90年代以后，各大厂家纷纷研制出了自动化静载仪，也有越来越多的检测单位开始采用自动化静载试验设备取代传统的测量方法。解决了长期困扰检测人员的难题，改变了原始的静载测试工具，大大改善了工作条件，提高测试精度，规范了静载测试，使桩基检测水平向前迈进了一大步。
静载试验是目前桩基础承载力检测的最为准确、直接的方法。为了规范检测行为，保证数据真实可靠，杜绝弄虚作假现象，各地建设行政主管部门或行业协会陆续对静载试验实行实时监控管理，规范检测行为，控制检测质量，力保检测市场的长期健康有序发展。
目前市面上的静载仪大多都内置有无线通讯模块，实现数据的无线传输与上传功能，在做试验的同时完成数据的上传。
检测单位在静载试验前，应登录监控平台施行网上工程申报，录入工程基本信息以及五方主体单位的基本信息。申报成功后，系统自动随机生成测试流水号，将流水号输入至仪器中，即可完成上传的设置。监控平台上可实时查看监控数据，包括数据详表、数据总表、测试曲线图、测试日志、现场照片等信息。
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