Нивелир - это прибор для выполнения геодезических измерений. Он позволяет точно определить разницу высоты двух точек, что очень важно при строительных и геодезических изысканиях. Для измерения разницы между уровнями необходимы нивелирные рейки. Следует разобраться, что представляют собой эти приспособления, как их выбирают и используют на практике.
Методы съемки местности
Нивелирование необходимо, чтобы получить топографический план местности. Основная задача - изучение рельефа, расстояния, сопоставление высоты отдельных точек. По видам работ выделяют такие разновидности нивелирования:
- тригонометрическое;
- автоматическое;
- геометрическое;
- физическое;
- стереофотограмметрическое.
В строительстве применяется геометрическое нивелирование. Специалисты используют горизонтальный визирующий луч света. Точки фиксируют на местности с помощью колышков. Нивелир располагают в особом месте (станция), мерные рейки ставят на точках.
По методу опор съемки выделяют следующие виды нивелирования:
- нивелирование местности способом полигонов;
- нивелирование поверхности по квадратам;
- нивелирование рельефа по магистралям и параллельным линиям.
Рельеф строительного участка обычно плоский, равнинный, без существенных перепадов высоты. На основании топографического плана стройплощадки работники делают проекты вертикальной планировки участка, подсчитывают объемы земляных работ.
Особенности нивелирных реек
Рейка для нивелира - особая разновидность рейки с точной градацией. Без градуировки невозможно было бы применять ее для определения разности между уровнями обследуемых точек. Иногда это приспособление используют и для другого геодезического оборудования.
Нивелирные рейки изготавливают из древесины или алюминиевых сплавов. В отдельных ситуациях, когда точность особенно важна, применяют рейки из инвара. Цифры на современных моделях нанесены традиционным способом. В более старых моделях обычно использовали перевернутые изображения.
Нивелирные рейки используют:
- При составлении геодезических схем и планов;
- В геологических исследованиях;
- В строительстве;
- В топографических работах.
Нивелирная рейка имеет прямоугольную форму, на ее плоскости размещена шкала. Цена деления шкалы установлена официальными стандартами для каждого прибора и разновидности измерений. Современные рейки конструируют как для цифрового, так и для аналогового нивелира.
Виды реек
- Складные нивелирные рейки в основном производят из древесины. Стандартный вариант - складывание по центру. Длина отдельных секций равна примерно 1,5 м. Механизм складывания в моделях из дерева весьма надежен и не имеет люфта.
- Телескопические рейки. Их производят преимущественно из алюминиевых сплавов или пластмассы. Бесспорны преимущества такого решения для геодезистов и других людей, которым надо выполнить много измерений и преодолеть большое расстояние за день. Телескопическая конструкция снабжена круглым уровнем. Длина некоторых моделей достигает 3-5 м, причем после складывания она уменьшается до 1,5 м.
- Совместно с цифровыми нивелирами, как правило, используют фибергласовые рейки. Конечно, они тоже имеют разметку с обеих сторон. На одну сторону нанесены пометки в метрических единицах. Фиберглас обладает отличными диэлектрическими свойствами. Его, как и дерево, можно применять, чтобы брать отсчет рядом с объектами электрической инфраструктуры.
Как работать нивелиром и рейкой
- Установка штатива. Штатив ставят в середине между измеряемыми точками. Винты ослабляют, ножки трегера раздвигают до комфортной высоты, затем винты закручивают. Нивелир прикрепляют к головке штатива. Горизонтальность головки регулируют посредством подъемных винтов;
- Установка прибора. Прибор устанавливают и фиксируют посредством крепежного винта. Затем настраивают оптику, приводят прибор в горизонтальное положение.
- Фокусировка оптико-механического узла. Сначала инструмент выравнивают по горизонтали. Для этого одновременно проворачивают два винта, и пузырек уровня помещается к центру. Вращением третьего винта пузырек подгоняют в середину уровня. Это «нуль-пункт»;
- Потом переходят к определению оптики. Зрительную трубу наводят на любую поверхность, добиваются четкой видимости сетки. Нивелир переводят на рейку и настраивают отчетливую видимость шкалы. Инструмент сдвигают по головке трегера, пока отвес не укажет на нужную точку. Винт затягивают;
- Измерение и фиксация наблюдения. После того как нивелир установят в середине между двумя точками и подготовят, можно приступать к измерениям. Точное положение рейки контролируют вертикальной риской визирной сетки;
- Для контроля значение нужно снять 2 раза с обеих сторон рейки. За конечный результат берут средний показатель. Превышение точек определяют разностью двух значений точек.
Ведение журнала и расчеты
Нивелирование сопряжено с ведением множества записей. У геодезиста должен быть план участка со схематическим изображением объекта и места расположения контрольных кольев. Колышки нумеруют и выносят эти обозначения в отдельную таблицу, где отмечают превышения.
Превышения могут быть относительными и абсолютными. Так, превышение репера может составить 145,2 см, а контрольной точки - 151 см. Если вычесть из превышения репера превышение точки, получится, что абсолютное превышение равно -4,8 см, то есть точка точно расположена ниже. Такие вычисления нужно выполнить для каждой точки.
Практический смысл нивелирования состоит в нанесении на колья отметок, которые находятся в одной горизонтальной плоскости. Для этого нужно отыскать самую высокую точку с наибольшим положительным значением превышения и прибавить к нему, допустим, 20 см. Следуя от одного колышка к другому, откладывают значение превышения точки, к которому добавлено значение смещения - 20 см.