Как пользоваться нивелиром и рейкой при строительстве. Как правильно пользоваться нивелиром? Способы применения нивелиров Как называется линейка для нивелира

Нивелир - это специальный геодезический прибор, который позволяет определять как высоту местности, так и расположение предметов на ровной поверхности. С помощью нивелира можно установить горизонтальность поверхности, поэтому такой инструмент используется сегодня не только в геодезии, но и в строительстве. Расскажем вам поподробнее, как пользоваться нивелиром и рейкой и получать максимально точные данные.

Разновидности нивелиров

В настоящее время в продаже можно найти различные типы нивелиров, которые различаются своими характеристиками. В зависимости от точности таких приборов их принято разделять на три категории:

Технические, погрешность которых может достигать 10 миллиметров.
Точные - с погрешностью не более 2 миллиметров.
Высокоточные - с допустимой погрешностью 0,5 миллиметров.

До недавнего прошлого востребованы были оптические нивелиры, однако сегодня наибольшей популярностью пользуются измерительные приборы, которые построены на электронной и лазерной технологии.

Лазерные нивелиры отличаются компактными размерами, а для использования такого прибора не требуются какие-либо профессиональные навыки. Сегодня наибольшую популярность подобные приспособления получили в строительстве , где с их помощью можно вычислять горизонтальность даже небольших по своему размеру поверхностей. Лазерные модели способны рисовать светящуюся четкую линию, наличие которой позволяет наглядным образом установить имеющиеся отклонения от горизонтали, что значительно упрощает выполнение необходимых расчетов.

Оптические приборы используют специальную конструкцию из многочисленных линз, что и позволяет строить максимально точное изображение, получая данные по горизонтальности поверхности. Такой измерительный прибор отличается простотой конструкции и легкостью в использовании. Он состоит из следующих элементов:

Зрительной трубы.
Подставки.
Круглого уровня.
Штатива или треноги.

Использование прибора

Первоначально эти измерительные приборы использовались в геодезии, где с помощью такого инструмента проводилась топографическая съемка, а также многочисленные землеустроительные работы. Сегодня же эти измерительные приборы применяются при возведении различных зданий и сооружений, при благоустройстве территории, строительстве беседок, детских площадок, строительных оград и так далее.

Правила работы

Работа с нивелиром не представляет особой сложности. Предлагаем вам простейший алгоритм использования этих измерительных приборов, что позволит вам даже без наличия какого-либо специального опыта получать максимально точные данные и определять даже малейшие отклонения от горизонтали.

Современные лазерные и электронные устройства позволяют существенно упростить вычисления. Вся информация и все данные рассчитываются автоматикой, после чего предоставляются пользователю в удобочитаемом виде. С использованием таких электронных и лазерных приборов сможет справиться каждый из нас, даже если он не имеет соответствующего опыта работы.

Нивелиры представляют собой достаточно простые в использовании приборы, позволяющие получать геодезические данные и определять идеальную геометрию и горизонтальность плоскости. Использование таких приборов не представляет сложности, в особенности при применении для измерения лазерных и электронных нивелиров.

Н ивелир на стройке, инструмент второй по значимости после измерительной рулетки. Не представляя как работать нивелиром, нечего и думать начинать мало-мальски серьезное строительство. При этом принцип действия нивелира и основные приемы работы с ним настолько просты, что их может освоить даже ученик начальных классов.
Содержание:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Видео-версия статьи

Устройство нивелира

Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением.

Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:

крепления на штативе;
выставления оптической оси нивелира в строго горизонтальное положение, для чего станина имеет три регулируемые по высоте «ножки» и один или два (в моделях без автоматической подстройки) пузырьковых уровня;
точной наводки по горизонтали, которую осуществляют парными или одиночным маховичком.

У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.

С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.

Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.

При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).

Дополнительные приспособления и инвентарь

Кроме самого прибора, для работы нам понадобится уже упомянутый штатив, а так же специальная мерная рейка, с нанесенными на ней делениями и цифрами. Деления представляют собой полоски чередующиеся черные или красные полоски шириной в 10 мм.

Цифры на рейке нанесены с шагом в десять см, а значение от нуля и до конца рейки в дециметрах, при этом числа выражены двумя цифрами. Так, 50 см обозначается как 05, число 09 обозначает 90 см, цифра 12 укажет на 120 см и т.д.

Для удобства, пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены еще и вертикальной полоской, так, что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной.

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром, не обязательно оканчивать курсы геодезистов или геологический институт. Достаточно внимательно прочитать эту статью, ознакомиться с видеовставками и поэкспериментировать с прибором, и вы сможете совершать высокоточные измерения не хуже квалифицированного инженера.

Методы нивелирования на местности

Нивелирами называется большая группа приборов, которые используются для определения и фиксации точного положения различных предметов по высоте. Причем предметами могут быть вполне произвольные точки и участки земной поверхности, а не определенные ориентиры.

Задача любого нивелирования состоит в измерении разницы высот между отметками (уровнями) будущего здания (сооружения) . На практике, от величины такого превышения, от его грамотного измерения зависит общее качество строительства. Например, от запланированного «нулевого» уровня первого этажа дома рассчитывается глубина фундамента, сток грунтовых вод, проект дренажной системы, вид и т.д.

Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:

Гидростатический метод, основанный на свойстве одинакового положения жидкости в сообщающихся сосудах. Обладает высокой точностью и допускает измерение вне пределов прямой видимости между отдельными точками . Гидростатические замеры связаны с необходимостью прокладывать и заполнять жидкостью протяженные шланги и трубки, что не всегда удобно;
Барометрический метод – применяется при планировании и разметке обширных архитектурных комплексов, нуждается в высокоточных барометрах, специальных компьютерных программах. В личном жилищном строительстве барометрические измерения не используются;
Тригонометрические замеры посредством хороши тем, что не нуждаются в помощниках с дополнительными рейками. Теодолитные измерения ведутся как по горизонтальным, так и по вертикальным углам, однако освоить этот прибор сложнее, чем обыкновенный нивелир, да и стоимость теодолита в несколько раз выше;
Геометрические измерения углов возвышения с помощью стандартных нивелиров выполняются только в одной плоскости и требуют установки вспомогательных отметок (тех же реек), их перемещения с места на место и записей в журнале измерений

Простота и надежность замеров обыкновенным нивелиром, его хорошая совместимость с нуждами частного и жилищного строительства делают его наиболее востребованным при проектировании и планировании многих работ – от заливки фундамента до проверки точности двускатной кровли.

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.

В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.

Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.

По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:

Технические приборы, маркировка Н-10, Н-12 и т.д.;
Точные приборы, маркировка от Н-3 до Н-9;
Особо точные приборы, маркировка от Н-05 до Н-2.5.

Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ .

Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих

Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:

Как пользоваться нивелиром - пошаговая схема

Шаг 1: Установка штатива

Крепежные винты на всех трех ножках штатива необходимо расслабить, после чего каждая опора выдвигается на необходимую длину (эта длина может быть разной, ведь нивелир часто приходится устанавливать на пересеченной местности). Верхнюю часть штатива следует выставить в горизонтальное положение, после чего затягиваются фиксирующие винты на всех трех опорах. Большинство приборов снабжается плавными корректирующими креплениями на каждой "штативной ноге", ими выполняют точную настройку горизонтальности верхней площадки.

Шаг 2: Монтаж нивелира

Сама нивелирная труба устанавливается на штатив с помощью нескольких крепежных винтов, после чего предстоит поработать датчиками уровня. Вращением регулировочных винтов необходимо добиться точного, центрального положения пузырьковых уровней относительно нанесенных на них линий. Для удобства сначала выставляют пузырек в одном "окошке", не обращая внимания на другой. Потом настраивают второй уровень, уже отслеживая положение первого, наблюдая, как оно меняется по мере установки. Поэтапно настраивая положение прибора, добиваются его точной горизонтальности на монтажной площадке.

Когда прибор установлен горизонтально точно, выровнен и сфокусирован, приступаем к инженерным изысканиям. Две рейки следует выставить впереди и сзади нашего прибора. Передняя будет показывать значение измеряемой высоты, задняя послужит для градуировки значений. Сначала нивелир наводится на черную сторону задней рейки, после фокусировки записывается значение по среднему и дальномерному штриху. Потом производят фокусировку на переднюю (основную) рейку, фиксируется среднее значение по ее красной стороне. Такой метод называется нивелирование по средней линии , отличается высокой точностью результатов и удобством многократных измерений.

Чтобы разобраться с тем, как пользоваться нивелиром, не нужно проходить какие-либо специальные курсы или ходить в геологический институт. Понадобится лишь изучить все нюансы работы и ознакомиться с технологией, после которой можно самостоятельно выполнять замеры не хуже опытных специалистов.

Нивелир используется для проведения необходимых замеров перед строительством.

Принцип геодезии на строительной площадке

В процессе работ по вынесению в натуру планов понадобится определиться с разницей в высотах нескольких точек на участках основания и отметкой, которая считается условным уровнем. Чаще всего выполняется работа с помощью использования нивелира и геодезических реек. Таким образом, можно определить и провести геометрическое нивелирование.

В данном случае оптическая ось инструмента горизонтальна. Из метки условного уровня надо найти разницу высот показателей по отметкам на планках. В процессе работ каждая подобная точка располагается на расстоянии до 100 м от точки монтажа нивелира. Уровень нужно измерять минимум 3 раза, в результате надо принять среднее арифметическое значение. Исходя из полученных данных, можно подготовить план земельного участка.

В процессе рассмотрения принципа работы данного приспособления нельзя не упомянуть важную составляющую, а именно нивелирную рейку. Это специальная планка, которая устанавливается вертикально в точках для измерения высот на основаниях. Данное изделие выполняется из дерева или металла (в большинстве случаев из алюминия).

Приспособление имеет стандартную длину (3-4 м). Для удобства перемещения рейку можно складывать вдвое. Современные варианты планок имеют телескопический раздвижной механизм.

Читайте также:

Стойка для дрели своими руками –
Вернуться к оглавлению

Список инструментов, которые понадобятся для нивелирования

На сторонах стандартной рейки для нивелирования в большинстве случаев нанесена градуировка: с лицевой стороны разметка производится в метрической системе измерения, а с обратной стороны – в дюймовой. Первым делом рейку нужно установить специальной отметкой на нижней скобе из металла в центр точки измерения.

Для удобства пользования имеются специальные рукоятки для удержания приспособления на данной точке. В качественных планках, которые изготавливаются из железо-никелевых сплавов, предусмотрены специальные пузырьковые уровни, которые используются для того, чтобы контролировать вертикальность положения планки.

В процессе проведения работ на местности при начальном исследовании подготавливаемой застройки важно выполнить комплексное моделирование изготавливаемой конструкции в габаритном взаимодействии с ландшафтом природы.

Технология фотографирования измерительных точек с переносом значений реального масштаба в качестве данных для компьютерного программного обеспечения позволяет выполнять моделирование объекта и его взаимодействия с окружающей средой.

Понадобятся такие элементы, как:

нивелир;

специальное программное обеспечение;

рейки.

Вернуться к оглавлению

Способы нивелирования на местности

Нивелиры – это большая группа устройств, которые применяются для того, чтобы определить и зафиксировать точное местоположение различных элементов по высоте. Элементами в данном случае могут быть произвольные метки и участки основания земли, а не конкретные ориентиры.

Суть нивелирования заключается в определении разницы высот между уровнями изготавливаемой конструкции. От величины данного превышения и грамотного измерения будет зависеть общее количество строительных работ. К примеру, от планируемого начального уровня первого этажа здания можно рассчитать глубину основания, сток подземных вод, проект системы дренажа, вид утепления отмостки и т.д.

Существуют следующие способы нивелирования:

Гидростатический способ. Основывается на свойстве расположения жидкости в сообразующихся сосудах. Имеет высокую точность и допускает выполнение измерений за пределами видимости между конкретными пунктами. Замеры в данном случае связываются с надобностью прокладывания и заполнения жидкостью шлангов и труб большой длины, что в некоторых случаях не очень удобно.

Барометрический способ. Используется в процессе планирования крупных конструкций архитектуры. Для осуществления данного метода понадобится использовать высокоточные барометры и специальное программное обеспечение для компьютеров. Подобный способ не используется в строительстве частных домов.

Тригонометрические замеры путем поворотного теодолита. Этот способ хорош тем, что в данном случае не нужны помощники с дополнительными планками. Теодолитные измерения можно проводить по горизонтальным и вертикальным углам. Однако разобраться с принципом действия данного приспособления гораздо сложнее, чем с функционированием обычного нивелира. Недостатком является и то, что теодолит стоит намного дороже.

Геометрические измерения углов возвышения при помощи обычных нивелиров производятся исключительно в одной плоскости и нуждаются в монтаже дополнительных отметок (можно использовать планки) в их перемещении с одного места на другое. В журнал понадобится заносить соответствующие записи.

Простота и надежность замеров стандартным нивелиром, его совместимость с целями строительства делают данное приспособление самым востребованным в процессе планирования многих видов работ: от заливки основания до проверки точности кровли.

Вернуться к оглавлению

Конструкция и классификация стандартных нивелиров

Схемы расположения осей при поверках нивелира: А – в – схемы расположения осей при поверках нивелира, г – позиции нивелира при третьей поверке.

Данное приспособление имеет простую конструкцию. На треножнике располагается главный оптико-механический узел, в который встроена линзовая система. Данный узел должен обеспечивать горизонтальность луча визира, при этом допускается лишь минимальное отклонение. Линзы могут дать прямой или перевернутый рисунок. В последнем случае рейка для измерения тоже должна быть перевернута в процессе монтажа на местности.

В верхнюю часть конструкции всех нивелиров нужно встроить датчики уровня. Точный монтаж устройства на местности определяет качество дальнейших измерений. Квалифицированный специалист будет регулярно сверяться со значениями данных датчиков, выполняя при надобности их регулировку специальными рычагами наклона оптико-механического узла. Можно своевременно обнаружить случайное отклонение устройства от точного местоположения на местности и не производить измерения повторно.

Перед использованием нивелира и планки понадобится ознакомиться с основными видами устройств для геометрических измерений превышения высоты.

Самым простым и доступным является нивелир с цилиндрическим уровнем, который располагается на трубке-визире.

Более точным является измеритель с автоматическим возмещением погрешностей монтажа, однако он стоит намного дороже. Его удобно использовать в процессе выполнения измерений на проблемных грунтах: щебне, песке и т. д. Устройства с электронной системой измерений применяются в процессе проектирования масштабных объектов. Данную конструкцию сложно настраивать и эксплуатировать.

По классу точности измерений нивелирные конструкции можно разделить на такие основные группы, как:

технические устройства (маркировка Н-10, Н-12 и т. ид.);

точные аппараты (обозначения от Н-3 до Н-9);

сверхточные устройства (обозначения от Н-05 до Н-2.5).

Цифрами в маркировке обозначается средняя погрешность измерений в мм/км. Следует понимать, что даже техническое приспособление будет давать отклонение около 1 см на 1 км расстояния до объекта. Этого хватит для того, чтобы выполнить точное проектирование и правильное планирование большого количества работ по строительству.