➤ Нивелирование. Виды, приборы и принципы работы

Нивелирование. Виды, приборы и принципы работы


Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыК строительным работам не приступают спонтанно и без учёта множества правил. Предварительно проводится много технических и документальных манипуляций, главной из которых, является нивелировка земельного участка. Для проведения этой процедуры существует много специальных приборов, как например, электронные теодолиты или тахеометры. Также используются и приборы с GPS модулями, но данная техника требует особых знаний в управлении. А вот освоить нивелир под силу любому строителю, заинтересованному в качестве выполненных работ.

Чтобы правильно рассчитать место для котлована под фундамент и выбрать оптимальную точку для сброса грунтовых вод необходимо составить план участка с отметками высот. Определение разницы высот между точками земной поверхности (превышение) – это задача нивелировки.

Существуют несколько видов определения превышений, однако в строительстве преимущественно используются первые три метода из ниже перечисленных:
  1. геометрическое нивелирование — использует принцип горизонтальности визирного луча зрительной трубы инструмента, используется нивелир;
  2. тригонометрическое нивелирование — за основу берется принцип наклона визирного луча зрительной трубы инструмента, используется теодолит;
  3. гидростатическое нивелирование — основано на выравнивании уровня жидкости в сообщающихся сосудах (водяной уровень);
  4. барометрическое нивелирование — в зависимости от высоты точки меняется показатель атмосферного давления (применяется в горах);
  5. автоматическое нивелирование — специальные датчики, установленные на автомобилях, передают наклонный вектор перемещения на считывающее устройство (дорожные работы);
  6. стереофотограмметрическое нивелирование — осуществляется на сложном аппаратном комплексе. Два космических или аэрофотоснимка, выполненных с частичным перекрытием, загружаются в специальное устройство. При взгляде на них через оптическую систему, вы получаете «3-D эффект присутствия».

Инструменты и приспособления для геометрического нивелирования


Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыГлавный инструмент, с помощью которого осуществляются замеры — нивелир. Классический инструмент представляет собой оптико-механическое устройство, с помощью которого в пространстве обеспечивается горизонтальность визирного луча. Нивелир крепится на штатив, устанавливается на точку стояния и выводится в горизонтальное положение специальными винтами. Труба таких устройств бывает как прямого (современные модели), так и обратного изображения. Собственно, особых проблем при работе с перевернутым изображением нет — измерительную рейку просто устанавливают вверх ногами. Для поворота картинки используется специальная система линз, которая влияет на стоимость инструмента. Дополнительные линзы также вносят незначительные искажения, которые хорошо заметны при условиях рефракции в жаркое время года. К примеру, видимость в советском теодолите с перевернутым изображением лучше, чем в электронном тахеометре с оптикой Carl Zeiss. Хотя это и неудивительно — сейчас нет потребности в съемках на больших расстояниях, для этого больше подходят методы спутниковой геодезии, а работать с «правильной» картинкой все же удобнее.

Конструктивно нивелиры бывают следующих типов:
  • с цилиндрическим уровнем возле зрительной трубы;
  • с автоматическим компенсатором;
  • электронные.

По классу точности инструменты принято делить на следующие группы:
  • высокоточные (Н-05, Н-1, Н-2);
  • точные (Н-3, Н-3К, Н-3КЛ);
  • технические (Н-10).

Буква «Н» в названии инструмента обозначает нивелир, а цифры — среднеквадратическую погрешность измерений в миллиметрах на 1 километр расстояния. Остальные буквы обозначают конструктивные особенности инструмента (лимб и компенсатор).

Компенсаторы способны убрать погрешности установки инструмента, что повысит точность выполненных работ. При наличии ручного компенсатора инструмент в горизонтальную плоскость выводится вручную, а вот самовыравнивающийся нивелир способен занять правильно положение автоматически.

Принцип нивелировки


Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыИсполнитель берет отсчет по рейке (или рейкам — передней и задней), которая установлена на точке, и вычисляет полученное значение превышения. Метод, когда инструмент установлен между измеряемыми точками, получил название «нивелирование из середины», и наиболее часто применятся в строительстве.

Как видно из иллюстрации, превышение между точками А и Б будет равно разнице отсчета по рейкам, причем она может быть как положительная, так и отрицательная. Само превышение мало чем поможет для производства работ, таких значений должно быть множество, так как их совокупность и дает нам представление о рельефе местности. Поэтому, как и в случае с теодолитным ходом, замеры ведутся от точек с известными высотами, именуемых «реперами».

Нивелирная сеть берет свое начало от нуля Кронштадтского футштока, который расположен на берегу Балтийского моря. Поэтому система высот, применяемая для изготовления топографических планов, и получила название «Балтийская». В нашем случае абсолютная высота точки Б составит h = А + а – б, где А — отметка точки относительно государственной системы высот, а и б — отсчет по рейкам.

Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыЕще один метод нивелировки подразумевает использование инструмента вместо рейки. Он получил название «нивелировки вперед».

В этом случае инструмент устанавливается на точку с известной высотой. Формула для вычисления высоты точки Б принимает следующий вид:

h = А + i – б, где i — высота инструмента, измеренная с помощью рулетки.

Данный способ не всегда удобен при производстве работ, ведь сложно установить инструмент на вертикальную поверхность стены, да и работать дистанционно, не приближаясь к объекту, гораздо проще.

Условно говоря, за начало отсчета можно принять урез воды любого водоема, имеющего сообщение с мировым океаном. Однако в этом случае можно говорить про условную систему высот, ведь точность определения высоты в таком случае будет недостаточна для проведения работ, хотя такой метод может применяться на локальных площадках, где нет необходимости увязки высот с местными системами.

Тригонометрическое нивелирование


Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыПринцип тригонометрического нивелирования подразумевает использование теодолита или тахеометра. В этом случае измеряется угол от горизонтальной плоскости до верха рейки или недоступного объекта. Этот метод менее точен, чем геометрическое нивелирование, однако позволяет вести измерения на значительные расстояния и при значительных углах наклона местности.

В этом случае рабочая формула для определения высоты примет следующий вид:

h = s * tg ν + i – б или h = S * sin ν + i – б, где ν — угол наклона луча, s — горизонтальное положение линии, S — длина визирной линии, i — высота инструмента, а б — высота визирования.

Гидростатическое нивелирование


Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыГидростатические нивелиры неприхотливы, просты в обращении и обеспечивают быстрое определение превышения. Этот вид нивелировки хорошо подходит для автоматизации измерений.

Сфера применения гидростатических нивелиров:
  • монтаж крупногабаритного оборудования;
  • нивелировка фундаментов;
  • отделочные и архитектурные работы;
  • укладка сантехнического оборудования и трубопроводов;
  • определение горизонтальности направляющих;
  • наблюдение за деформациями и просадками зданий и сооружений;
  • передача высоты через водные преграды и т.д.

Как известно, в сообщающихся сосудах уровень жидкости выравнивается. Искомое превышение h может быть найдено разницей отсчетов а и б, которые берутся по специальной шкале, встроенной в сосудах. Этот метод позволяет вести работы в тесных помещениях, не требует специальных навыков, однако не всегда обеспечивает необходимую точность (погрешность измерений в этом случае ±10 мм) и создает неудобства при перемещении соединительных шлангов.

Лазерные уровни


Нивелирование. Виды, приборы и принципы работыЭлектронная разновидность нивелиров позволяет визуализировать сразу несколько плоскостей посредством проецирования лазерного луча на предметы и сооружения. Например, ротационный уровень вращается со скоростью 400–550 оборотов в минуту и более. С помощью этого устройства можно произвести разметку как внутри помещения, так и снаружи, при свете дня или в сумерках. Эти уровни незаменимы при поклейке обоев, облицовке плиткой или монтаже конструкций с минимальными допусками. Лазерный уровень позволяет замерять превышения точек, проводить нивелировку или размечать уклоны. При использовании лазерного инструмента вы навсегда забудете про веревочные отвесы и металлические угольники, которые особенно неудобны на расстояниях в десятки или даже сотни метров. Разметка теперь стала возможна под любыми углами даже в самых недоступных местах.

Лазерные инструменты безопасны, так как относятся ко второму классу приборов по мощности излучения. Луч от лазерного уровня может навредить только в случае длительной проекции на глаз человека. Большинство приборов, выпускаемых для строительства, защищены от ударов и попадания влаги, так как это может сказаться на работоспособности инструмента. При неблагоприятных условиях стоит приобрести специальные очки, улучшающие видимость луча.

Как и в случае с любым другим строительным инструментом, предпочтение стоит отдавать моделям известных марок. Нивелиры и лазерные уровни должны проходить ежегодные поверки.


Уважаемый посетитель, Вы зашли как незарегистрированный пользователь. Для получения полного доступа рекомендую Вам зарегистрироваться, либо войти на сайт под своим именем.
0
9 375
29.04.2016
Новые статьи
последние публикации

Комментарии Советую прочитать
Добавить комментарий!
Ваше Имя: *
Ваш E-Mail: *
  • 001002003004005006007008
    009010011012013014015016
    017018019020021022023024
    025026027028029030031032
Подтвердите, что вы человек, а не робот: *

Личные сообщения

Ваши переписки