Нивелирование, что это значит? как пользоваться нивелиром

Как устроен теодолит

Основными узлами теодолита являются:

Корпус.
Зрительная труба.
Система наведения (система регулирующих и настроечных винтов, позволяющих точно установить оси прибора по горизонтали и вертикали, навести зрительную трубу на определенную точку).
Отвес или оптический центрир, служащий для настройки вертикали и точного выбора положения прибора (установки на точку).
Штатив (тренога, трипод) для установки прибора в рабочем положении на грунт.

Основной элемент прибора – зрительная труба ,

при помощи которой производится точное наведение на определенную точку, определение параметров ее расположения относительно вертикали, горизонтали или другой точки с известными параметрами.

Строение теодолитаосновано на системе наведения основного элемента конструкции – визирной трубки (или зрительной трубы) . Она установлена на специальной U-образной подставке и может перемещаться вокруг горизонтальной оси. Изменения наклона зрительной трубы отображаются на шкале вертикального круга.

В свою очередь, подставка вместе с трубой может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Изменения положения или направления зрительной трубы отображаются на шкале горизонтального круга. Все положения трубы могут быть зафиксированы или скорректированы при помощи винтов тонкой настройки, от качества наведения зависит точность результата.

Установка на грунте производится с помощью штатива – треноги. Для настройки горизонтали используется отвес и настроечные винты, расположенные в нижней части корпуса.

Все, для чего предназначен теодолит , это определение вертикальных или горизонтальных углов, позволяющее вычислить расстояние между точками, разницу уровней точек по вертикали. Точность измерений зависит от двух параметров:

Качество прибора.
Точность вычислений.

Внимание! Оптический теодолит не дает окончательных данных, большинство значений получаются путем последующей обработки, расчетов. В этом заключена ключевая особенность прибора, отличающего его от более современных типов

Принцип действия нивелира. Установка прибора

Принцип работы нивелира предельно прост: оптическая ось прибора располагается строго горизонтально и не отклоняется при вращении прибора, постоянно находясь в одной горизонтальной плоскости.

Рассмотрим более подробно, как это качество можно использовать на практике.

Работу начинаем с установки прибора. Раздвигаем, и устанавливаем штатив. При работе на мягкой почве вдавливаем в нее острия, которыми заканчиваются «ноги» штатива.

Регулируя длину «ног», выставляем штатив на удобную для работы высоту, стараясь, чтобы его верхняя площадка, куда ставится нивелир, располагалась горизонтально.

Извлекаем из защитного футляра нивелир и устанавливаем его на штатив, закрепляя винтом штатива.

Теперь необходимо выставить нивелир так, чтобы его оптическая ось расположилась строго горизонтально. Для этого инструмент снабжен круглым пузырьковым уровнем, расположенным на станине. Вращая верньеры на ножках прибора, выставляем воздушный пузырек строго в центр уровня (см. рис.1).

Теперь, как бы мы не вращали трубу прибора, оптическая ось будет располагаться горизонтально.

Работа с нивелиром на стройке

Лучшие производители

Среди производителей нивелиров можно выделить следующие компании:

«Бош». Данная компания известна во всем мире высоким качеством своей продукции. Нивелир «Бош» — не исключение. Производитель предлагает товары в различных ценовых категориях. Но высокое качество остается неизменным.

«Ада» — производитель из Китая. Этот производитель предлагает комбинированные приборы с хорошим набором опций. Они устойчивы к высокой влажности и изменениям температуры.

«Кондтрол» — еще один китайский производитель.

«Матрикс» — немецкий вариант невелиров. Предлагает бытовые устройства высокого качества.

«Капро» (Германия) – лучший вариант для тех, кто ищет приборы для работы в помещении.

Это лишь незначительная часть производителей. Их гораздо больше, в чем можно убедиться, просмотрев предложения на рынке.

Ведение журнала и расчёты

Процесс нивелирования сопряжён с ведением большого количества записей. Геодезист должен иметь под рукой план участка, на котором схематически изображен объект, для строительства которого выполняется нивелирование, а также места расположения контрольных кольев. Каждый колышек нужно пронумеровать и вынести эти обозначения в отдельную таблицу, в которой отмечаются измеренные превышения.

Теперь о самих превышениях. Они бывают относительными и абсолютными, то есть от плоскости измерения нивелира и от репера. К примеру, превышение репера составило 145,2 см, а контрольной точки — 151 см. Вычтя из превышения репера превышение точки мы обнаружим, что абсолютное превышение составит -4,8 см, при этом знак «минус» точно дает понять, что тока расположена ниже. Подобные вычисления следует провести для каждой из точек.

Практический смысл нивелирования заключается в нанесение на колья отметок, находящихся в одной горизонтальной плоскости. Для этого необходимо найти самую высокую точку с наибольшим положительным значением превышения и добавить к нему, например, 20 см. Следуя от одного колышка к другому, на них с помощью рулетки откладывают значение превышения точки, к которому добавлено значение смещения — те самые 20 см. Полученные метки используются при ведении земляных работ и определения глубины котлована, либо для натягивания причального шнура.

Измерение и фиксирование результатов

Проводится после полного монтажа на горизонтальной плоскости, настройки положения пузырьков, а также фокусировки линз. Когда данные мероприятия проведены, приступают к выполнению инженерных изысканий. Спереди и сзади измерительного прибора устанавливают по рейке. Изделие, которое находится перед прибором показывает измеряемое по высоте значение. Расположенная сзади рейка предназначена для выполнения градуировки параметров.

На первом этапе нивелир необходимо навести на черную сторону рейки, находящейся сзади. Когда фокусировка завершена, записывают значения как по среднему, так и по дальномерному штриху. Дальше переходят к передней рейке, которая является основной. Записывают средний параметр по каждой стороне. Подобная методика измерения носит название «нивелирование по средней линии». Она отличается предельно высокой точностью и позволяет выполнять многократные измерения.

Как я учился пользоваться нивелиром

Первый раз я познакомился с нивелиром в институте, на каком предмете уже и не помню. Эти теоретические знания к моменту, когда их надо было применить на стройке забылись и никак не хотели вспоминаться.

Так что приходилось учиться по новому и задавать глупые вопросы своим коллегам про то, как пользоваться нивелиром.

Помню, что я постоянно путался с полученными значениями. На рейки большие значения обозначают, что это яма, а если маленькие то бугор и это мой мозг никак не хотел воспринимать.

Пример делаю съемку пола и получаю две цифры 1,870 м. и 1,820 м. выходит, что первая точка ниже второй на 5 сантиметров. У меня в голове не укладывалось, что цифра по значению больше означает на поверхности яму.

Я взял себе за правило и вам советую, свои данные нивелирной съемки проверять и пересчитывать несколько раз, чтоб не было никаких сомнений.

Что необходимо сделать перед нивелирной съемкой читайте ЗДЕСЬ. Вот здесь я рассказал, как залил бетонные полы в гараже без нивелира.

Так же вам будет интересно, как составить акты скрытых работ, кс2, кс 3, если да то вам сюда.

Буду рад вашим комментариям по теме как пользоваться нивелиром.

Нивелирование 4 класса методом средней нити

Для начала прибор приводится в рабочее положение посредством цилиндрического или контактного уровня. Потом зрительная труба наводится на поверхность темной стороны задней рейки, а пузырек уровня приводится в «нуль-пункт» элевационными или подъемными винтами. Отсчет можно снять посредством дальномерных и средних штрихов.

Таким же образом нужно выполнить съемку во время наведения трубы на поверхность темной стороны передней рейки, а затем на поверхность красной стороны передней части, а потом — на поверхность темной стороны задней части.

При условии применения оптического прибора с компенсатором следует, прежде всего, установить устройство в рабочее положение, а также проконтролировать нормальнее рабочее положение компенсатора. И только после этого приступать к процессу съемки.

Во время съемки все фиксируйте в полевом журнале. Удобнее всего применять для этого запоминающее устройство регистратора. Если была определена разница в значениях более 5 мм, то измерения проводят заново, при этом следует изменить высоту приборы как минимум на 3 см. По окончании полевых работ подсчитайте невязки по линии между исходными реперами. Это значение должно быть от 20 мм, все результаты нужно вносить в ведомость повышений.

Итак, выше были рассмотрены особенности и принцип работы оптического нивелира, который часто используется при строительных работах. В настоящее время альтернативы такому прибору не существует, поэтому при проведении геодезических работ он долго еще будет являться наиболее актуальным.

Классы точности нивелиров

Важным параметром нивелира является точность его измерений. Все приборы по этому признаку подразделяются на три класса:

технические, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 2 мм до 10 мм на каждый километр двойного хода;
точные, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 0,5 мм до 2 мм на каждый километр двойного хода;
высокоточные, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 0,2 мм до 0,5 мм на каждый километр двойного хода.

Как правило, технические нивелиры используются для предварительной геодезической съёмки, привязки плана строительства к местности и начальной разметки стройплощадки. В дальнейшем, особенно при возведении масштабных и ответственных объектов, используются только точные и высокоточные приборы.

Конструкция и классификация стандартных нивелиров

По конструктивному решению стандартные нивелиры классифицируют на:

оптические, или оптико-механические;
лазерные;
цифровые.

Рекомендуем: Как сделать бетономешалку своими руками? Пошаговое руководство по изготовлению самодельной мешалки

Оптические (оптико-механические)

Принцип действия оптических, или оптико-механических нивелиров основан на прохождении луча света через зрительную трубу, вращающуюся в горизонтальной плоскости. Все настройки проводят вручную. Для измерения используется рейка с числовыми значениями. Оптические нивелиры подразделяют по степени точности на технические, точные, высокоточные.

Работают вдвоём – один человек держит рейку, второй снимает показания.

Комплект состоит из трёх предметов: измерительного инструмента, штатива, или трегера и мерной рейки. Шкала рейки двусторонняя. Деления нанесены красным и чёрным цветом, с разных сторон в сантиметрах и миллиметрах.

Лазерные

Лазерные нивелиры отличаются видимым лучом света, излучаемым светодиодом в корпусе прибора. По принципу работы делятся на 2 категории:

позиционные, луч проходит через призму;
ротационные, в основе луча лежит линза.

Ротационные нивелиры считаются профессиональными инструментами, имеют угол работы 360 градусов, большую дальность и расширенные функциональные возможности.

Режим самовыравнивания инструмента по горизонтали упрощает предварительную настройку.

Корпус защищён от пыли и влаги. Использование приёмника луча увеличивает дальность работы. По дальности, точности измерения различают приборы профессионального класса и бытового использования.

Дополнительными функциями является проецирование вертикальных и горизонтальных линий на поверхность, построения углов. Для улучшения видимости и сохранения зрения работают в защитных очках. При поддержке работы удалённого управления допустимо работать одному.

Советуем почитать: Работа с лазерным уровнем на стройке

Цифровые

Цифровыми нивелирами называют инструменты оптико-механического или лазерного типа, отображающие, запоминающие и анализирующие информацию в цифровом виде.

Цифровые приборы имеют процессор и память, высокий класс точности, позволяют работать без напарника. Деления рейки нанесены штрихкодом для автоматического считывания прибором.

Недостатками считают высокую стоимость, чувствительность аппаратов к механическим повреждениям.

Возможные ошибки

Самой распространенной ошибкой при использовании нивелира является его неправильная установка. Пренебрежение даже малыми отклонениями от уровня может привести к значительным погрешностям в дальнейшем производстве работ. Чем больше расстояние измерения, тем больше будет отклонение от точного значения.

Еще одна ошибка – неправильный выбор чисел на шкале рейки. Выбираются лишь целые числа, без долей. Такая ошибка усложняет последующее сравнение выбранного числа с последующими показаниями. Дробные значения сложнее сопоставить друг с другом.

Отсутствие постоянной дорегулировки может привести к постепенному нарастанию погрешности, которая будет незаметна на начальных этапах. В дальнейшем это отрицательно скажется на качестве проводимых работ, что в итоге может угрожать безопасности при эксплуатации объекта.

Подбор устройства

Выбор зависит от сферы применения. Исходя из этого, и производится подбор нужных параметров. Основные характеристики нивелира следующие:

Дальность. Для бытового подойдет 10-40 м, что достаточно для внутренних работ и СМР на участке при возведении, например, фундамента. У профессиональных устройств этот параметр может составлять до 100 м, а иногда и до 600 м.
Длина волны и количество лучей. Число проекций может достигать 5-ти единиц. Этот параметр влияет на доступные опции при СМР. Длина волны обычно составляет 635 нанометров. В некоторых дорогих моделях используется луч зеленого оттенка.
Погрешность. Минимальная величина погрешности дает высокую точность измерения, однако и стоимость таких приспособлений будет выше.
Температурный предел, в котором возможна эксплуатация. Если планируется работа на морозе, то целесообразно выбирать электронные модели с допуском от -20 до +40оС.
Габариты и вес изделия.
Способы установки на местности.

Использование современных моделей нивелиров в строительных и ремонтных работах позволяет точно произвести замеры расстояний между точками и определить перепады высот. При выборе устройства целесообразно выбирать те технические параметры, которые будут задействованы в конкретных типах работ.

Применение геодезических умений при строительстве

Во время работ по вынесению планов в натуру следует знать, какова разница между высотами нескольких точках на участках поверхности и отметкой, выступающей в роли условного уровня. Нахождение разности высот называется геометрическим нивелированием и выполняется с помощью нивелира и специальных реек.

Ось нивелира имеет горизонтальное положение, из точки условного уровня имеются разницы высот показаний в зависимости от отметок на рейках. В процессе работы каждая точка располагается в ста метрах от точки размещения нивелира, уровень ее нужно мерить как минимум три раза, следует при этом принимать среднее арифметическое значение. Планы земельных участков строят на основе таких данных. Так, нивелир нужен с целью выяснения разницы высот в точках измерений.

Рейки и их описание

Под нивелирной рейкой понимается специальная планка, которая в точках для измерений высот устанавливается вертикально. Ее можно делать из дерева или металла (алюминия).

Такая рейка имеет длину около 3−4 метров, и чтобы ее удобно было транспортировать, можно складывать пополам посредством специального узла. Современные варианты подразумевают раздвижную телескопическую конструкцию.

На сторонах стандартной рейки часто имеется градуировка:

с лицевой стороны разметка делается в метрической системе измерения;
с обратной стороны — в дюймовой соответственно.

Перед началом работ рейку ставят на нижней металлической скобе в центр измерительной точки посредством специальной отметки.

С целью удобства для удержания инструментов на точке присутствуют специальные ручки. Если рейки качественные и сделаны на основе специального сплава железа и никеля, то на них есть пузырьковые уровни, чтобы можно было контролировать вертикальное размещение рейки.

Если работы находятся на начальном этапе исследований застройки, то нужно выполнить комплексное моделирование объекта в будущем во взаимодействии с окружающим ландшафтом и архитектурой.

Точки измерения фотографируют с переносом значений реальных масштабов как данные для разных компьютерных программ, благодаря чему объект можно смоделировать во взаимодействии с окружающим экстерьером.

Устройство нивелира оптического типа

Данный прибор включает в себя четыре ключевых элемента:

зрительную трубу оптического типа. Принцип ее работы предусматривает свободное движение в горизонтальной плоскости. Ключевой функцией такой трубы является то, что она наводит систему на объект съемки;
уровень цилиндрический. Такая деталь — это очень чувствительное устройство, оно нужно для того, чтобы точно определить ориентированность нивелира относительно отвеса. Определить точность размещения горизонтальной оси можно по нахождению пузырька уровня в т. н. «нуль-пункте»;
трегер — это подстава для оптической трубы с тремя винтами, с помощью которых регулируется высота;
элевационный винт — он нужен для однозначного ориентирования. Чтобы определить параметр, нужно привести в горизонтальное положение визирную линию устройства.

А еще в конструкции оптических нивелиров последнего поколения часто предусмотрен встроенный компенсатор. Он нужен для поддержки нивелира в строго горизонтальном положении. Это исключает погрешности, которые могут быть спровоцированы даже незначительным наклоном устройства, а геодезическая съемка будет более точной.

Выбирать тот или иной тип устройства нужно в зависимости от точности измерений и уровня проводимых работ.

Как выбрать лазерный нивелир?

Сначала изучите характеристики нивелира. Вы должны сначала определиться, какой тип прибора вам необходим, а потом уже изучать конкретные характеристики той или иной модели.

Уточните, какую погрешность имеет лазерный нивелир. Чем меньше погрешность, тем лучше. Последние модели нивелиров имеют погрешность всего в полмиллиметра на 10 метров. Ротационные измерители уровня считаются самыми точными.

Дальность действия. Эту информацию пишут в инструкции к прибору, ее же можно найти на сайтах производителя или магазина строительного инструмента.

Когда вы изучаете характеристики ротационного устройства, обратите внимание на то, указан радиус или диаметр рабочей зоны измерителя. Замечено, что известные бренды даже занижают показатели размера дальности действия нивелира

И это лучше, чем завышенные цифры.

Характеристики лазерного луча. Это класс, длина волны, мощность. Эта информация содержится в паспорте на изделие. Наиболее распространены лазерные нивелиры с красным лучом длиной волны 635 Нм. Выпускают нивелиры с лазерным лучом зеленого цвета. Его длина равняется 532 Нм.

Самовыравнивание. Лучше купить нивелир, в котором предельный угол равен 5°

Обратите внимание и на время настройки компенсатора. Чем этот показатель меньше, тем лучше

Отлично, если в нивелире присутствует отключение самовыравнивания. Оно нужно, если работаете на склоне или прибор необходимо передвигать.

Источник питания. Как пользоваться нивелиром, если мощности его питания хватает на небольшой промежуток времени. Модели лазерных нивелиров попроще могут работать на пальчиковых батарейках. Ротационным нивелиром батареек недостаточно. Они на аккумуляторах.

Более дорогие модели линейных и комбинированных лазерных нивелиров тоже используют аккумуляторный источник питания

Обратите внимание на емкость аккумулятора и время его подзаряда

Показатель защиты корпуса от внешних воздействий. IP54 — такая маркировка говорит о том, что нивелир можно эксплуатировать в условиях пыльного помещения или на открытом воздухе, где тоже пыльно. Чтобы уберечь прибор от повреждений при падении, используют демпферные накладки.

Комплектация лазерного нивелира

Обратите внимание на комплект дополнительных аксессуаров, продающихся с нивелиром

Нужны ли вам все эти вещи? Если да, то выбирайте комплект из большого количества дополнений и устройств. Это могут быть штатив, пульт дистанционного управления, аккумуляторы, очки для более четкого видения лазерного луча и пр.

Компания — производитель. Наиболее известные бренды — это Bosch, Condtrol, Matrix, Карго. Бош — очень качественные нивелиры, но стоят дорого. Сейчас можно нарваться на подделку под известный бренд, поэтому нужно быть внимательным втройне при выборе нивелира.

Перед тем, как пойти купить лазерный уровень, посмотрите фото нивелира в интернете, изучите его характеристики и отзывы о нем. Только после тщательного изучения характеристик и возможностей прибора можно делать выбор в пользу той или иной модели.

Достоинства современных нивелиров

Еще во времена Древнего Египта человечеству был известен принцип работы нивелира, который с тех пор практически не претерпел никаких изменений. На сегодняшний день эти измерительные приборы отличаются высочайшей точностью и огромной функциональностью, поскольку постоянно совершенствуются технологии их производства.

Можно выделить ключевые требования, которые предъявляются к современным аппаратам:

Высокая устойчивость к воздействию внешних факторов;
Высокая точность измерения;
Возможность сохранения информации на разных носителях;
Легкость и удобство в эксплуатации;
Удобная конструкция и малый вес;
Выгодная цена.

Как пользоваться лазерным нивелиром

Приборы просты в использовании и доступны в своём разнообразии от специализированных до универсальных. Конструктивно они могут сильно отличаться, но все включают в себя два компонента: сам лазер и платформу, которая при использовании может быть размещена на плоскости, смонтирована на стене или прикреплена к штативу. Платформа оснащается выравнивающими приспособлениями. Это могут быть пузырьковые уровни, маятник и магниты с электронными датчиками, регулировочные винты. Точность разметки зависит от калибровки и точности выставления уровня.

Как используют простейшие приборы

Простейшие любительские приборы ориентируют в пространстве с помощью пузырьковых уровней. Они отлично подходят для бытового применения, стоят недорого, потребляют немного энергии.

https://youtube.com/watch?v=DcCA6UuBBXo

Как использовать самовыравнивающиеся

Самовыравнивающиеся приборы обладают большей точностью. Они предназначены для самостоятельной ориентации в пространстве из положения «близко к горизонту», то есть требуют предварительной ручной регулировки по пузырьковым уровням перед тем, как дальнейшую тонкую настройку устройство самовыравнивания возьмёт на себя. Точная ориентация прибора производится с помощью маятникового механизма, который под собственным весом сам примет идеально горизонтальное положение.

Полностью автоматические устройства

Ещё более сложным решением для нахождения вертикалей и горизонталей является оснащение лазерных нивелиров сервоприводами регулировок под управлением умной электроники. Такие устройства обеспечивают значительную гибкость в использовании (например, можно отключить выравнивание по вертикали и наклонить уровень) и большой диапазон саморегулирования. Для тех видов работ, при которых приходится часто перемещать прибор, механизмы самовыравнивания оправданы экономией времени и гарантированной точностью измерений.