Как брать отсчет по рейке - Строительство домов и бань
611 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как брать отсчет по рейке

Лабораторная работа 3. нивелиры и рейки, их устройство. техника нивелирования

Лабораторная работа 3.
нивелиры и рейки, их устройство.
Техника нивелирования

3.1. Цель, состав и порядок выполнения работы

Цель работы: ознакомиться с устройством точного теодолита Н3 и технического нивелира Н-10КЛ, с устройством реек РН, с методикой нивелирования и обработкой журнала технического нивелирования.

Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Студент получает методическое пособие и нивелир Н3 или Н10КЛ. Преподаватель задаёт станцию установки нивелира и две точки, между которыми необходимо определить превышение.

В состав работы входит:

1) ознакомление с устройством нивелиров Н3 и Н10КЛ и рейками РН3;

2) установка нивелира в рабочее положение;

3) выполнение технического нивелирования (наблюдения, заполнение журнала нивелирования и его обработка).

При сдаче лабораторной работы студент должен уметь отвечать на контрольные вопросы.

3.2. Геометрическое нивелирование. Типы и устройство нивелиров

Нивелированием называется совокупность геодезических измерений для определения превышений между точками, а также их высот.

В зависимости от применяемых приборов и измеряемых величин нивелирование делится на несколько видов.

Определение превышения одной точки над другой посредством горизонтального визирного луча называется геометрическим нивелированием. Осуществляют его обычно с помощью нивелиров. Они имеют зрительную трубу, цилиндрический уровень или компенсатор, круглый уровень, подставку с подъёмными винтами (см. рис. 24).

Согласно действующему ГОСТу нивелиры изготавливают трёх типов: высокоточные Н-05, точные Н3 (Н3К, Н3КЛ) и технические Н10 (Н10К и Н10КЛ). В названии Н – нивелир; 05, 3 и 10 – средняя квадратическая ошибка превышения на 1 км двойного нивелирного хода; К – компенсатор; Л – лимб.

В зависимости от того, каким способом визирный луч устанавливается в горизонтальное положение, нивелиры изготавливают в двух исполнениях:

— с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе, с помощью которого осуществляется горизонтирование визирного луча (рис. 24);

— с компенсатором – свободно подвешенная оптико-механическая система, которая приводит визирный луч в горизонтальное положение (рис. 25 и 26).

Точный нивелир Н3 предназначен для нивелирования III и IV классов, технический нивелир Н-10К для технического нивелирования.

В нивелире Н3 (рис. 24) увеличение зрительной трубы – 31,5х, наименьшее расстояние визирования – 1 м, цена деления уровней: круглого – 10′, цилиндрического – 15».

Рис. 24. Точный нивелир Н-3 с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе: 1 – подъемные винты; 2 – круглый уровень; 3 – элевационный винт; 4 – окуляр зрительной трубы с диоптрийным кольцом; 5 – визир; 6 – кремальера; 7 – объектив зрительной трубы; 8 – закрепительный винт; 9 – наводящий винт; 10 – контактный цилиндрический уровень; 11 – юстировочные винты цилиндрического уровня

Нивелир крепят к штативу с помощью станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливают по круглому уровню 2 с помощью подъемных винтов 1, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера). Для приближенного наведения трубы на рейку служит визир 5 с мушкой, для точного – наводящий винт 9, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом 8. Резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра 4, вращением кремальеры 6 получают четкое изображение рейки. Перед каждым отсчетом по рейке визирный луч нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом 3. При этом следят за изображением четвертей пузырька цилиндрического уровня 10, которые через систему призм передаются в поле зрения трубы (рис. 25). Если центр пузырька уровня совместить с нуль-пунктом ампулы, то произойдет оптический контакт – изображения четвертей пузырька уровня будут равными по длине и образуют в верхней части один овал (рис. 25, в). При наклоне оси уровня контакт нарушается (рис. 25, а, б).

Рис.25. Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3 при положениях пузырька цилиндрического уровня вне нуль-пункта (а, б) и в нуль-пункте (в)

Сетка нитей нивелира имеет один вертикальный и три горизонтальных штриха, из которых два крайних (коротких) служат для определения расстояний. Нивелиры с цилиндрическими уровнями требуют тщательной установки по уровню при работе с ними и постоянного контроля положения пузырька уровня при взятии отсчётов. Этого недостатка лишены так называемые авторедукционные нивелиры, у которых линия визирования автоматически устанавливается в горизонтальное положение с помощью специальных компенсаторов.

На рис. 26 приведен точный нивелир третьего поколения с компенсатором и лимбом 3Н-3КЛ, на рис. 27 – технический нивелир второго поколения с компенсатором и лимбом 2Н-10КЛ. Данные нивелиры не имеют закрепительного винта, зрительная труба у них наводится на предмет вращением наводящего винта 2, фокусировка трубы осуществляется кремальерой 3 (рис. 26).

Нивелир 2Н10-КЛ предназначен для выполнения технического нивелирования. Предварительная установка нивелира (горизонтирование) осуществляется по круглому уровню с ценой деления 10′. Призменный компенсатор нивелира обеспечивает установку визирной оси в горизонтальное положение при наклонах подставки в пределах ±15′.

Рис. 26. Точный нивелир ЗН-3КЛ с компенсатором и лимбом:
1 – лимб; 2 – наводящий винт; 3 – кремальера; 4 – визир

Рис. 27. Технический нивелир 2Н-10КЛ

Техническое нивелирование выполняют для определения высот точек высотного съемочного обоснования и при решении различных инженерно-технических задач при изыскании, строительстве и эксплуатации линейных сооружений и промышленно-гражданском строительстве.

3.3. Нивелирные рейки

При техническом нивелировании применяются двухсторонние шашечные рейки, изготавливаемые из дерева или пластмассы. Они бывают складные или цельные длиной 3-4 м. На рейки наносят деления, цена деления рек для технического нивелирования 10 мм. Счёт делений ведётся от нижнего конца (пятки рейки). Для упрощения отсчётов по рейкам начало каждого дециметра обозначают чертой. С этой же целью первые пять делений каждого дециметра отображают в виде буквы Е. Дециметры подписывают арабскими цифрами. Если используется прибор со зрительной трубой, дающей перевёрнутое изображение, то для удобства отсчитывания дециметры на рейку наносятся в перевёрнутом виде.

Для технического нивелирования чаще всего используют рейку РН-3 (рис. 28, а) длиной 3 м.

Рис. 28. Нивелирная рейка РН-3 (а) и поле зрения зрительной трубы нивелира с цилиндрическим уровнем (б)

Основная шкала рейки имеет деления черного и белого цвета, нулевой отсчёт совмещен с пяткой рейки. Дополнительная шкала на другой стороне рейки имеет чередующиеся красные и белые деления. На красной стороне с пяткой рейки совмещен отсчет больше 4000 мм. Деления на красных сторонах реек сдвинуты относительно делений на чёрных сторонах так, что с пяткой одной рейки совпадает, например, отсчёт 4687 мм, с пяткой другой 4787 мм, т. е. отсчёты по красным стороны пары реек различаются на 100 мм. Сдвиг делений позволяет контролировать правильность отсчётов по обеим сторонам каждой рейки (разность отсчётов должна быть равна 4687 или 4787), а также правильность определения превышений на станции (превышение, полученное по чёрным и красным сторонам реек, должны последовательно отличаться на +100 или –100 мм). Отсчёты по рейкам при техническом нивелировании берут по среднему штриху сетки нитей в миллиметрах, оценивая доли сантиметра – миллиметры на глаз.

3.4. Работа с нивелиром на станции

3.4.1. Установка нивелира в рабочее положение.

Штатив устанавливают на станции. Нивелир при помощи станового винта закрепляют на штативе. По круглому уровню с помощью подъемных винтов ось вращения нивелира устанавливают в отвесное положение. Для этого, подъёмные винты выводят на одну высоту, затем всеми тремя подъёмными винтами приводят пузырёк круглого уровня в нуль-пункт и поворачивают прибор на 180°. Если пузырёк остался в нуль-пункте, то ось вращения нивелира приведена в отвесное положение. В противном случае необходимо выполнить юстировку в следующей последовательности. На половину дуги отклонения пузырёк приводят к нуль-пункту, действуя исправительными винтами круглого уровня, предварительно ослабив стопорный винт, а на вторую половину – подъёмными винтами.

После установки оси вращения нивелира в отвесное положение зрительную трубу наводят на рейку, используя для этого визир с мушкой, закрепительный и наводящие винты. Вращением диоптрийного кольца окуляра настраивают изображение сетки нитей, поворотом кремальеры получают четкое изображение рейки. Перед отсчетом по рейке элевационным винтом устанавливают визирный луч нивелира в горизонтальное положение, совмещая изображение четвертей пузырька цилиндрического уровня в поле зрения трубы. Они должны быть равны по длине и образовывать в верхней части один овал (см. рис. 28, б).

3.4.4. Порядок снятия отсчётов

Отчеты по рейкам записывают в журнал нивелирования (табл. 3). Последовательность записи отсчётов и вычислений обозначены в таблице числами в скобках.

Порядок измерений на станции следующий:

1) нивелир наводят на заднюю рейку 1 и снимают отсчёт по чёрной стороне рейки;

2) рейку 1 разворачивают красной стороной и снимают отсчёт по красной стороне;

3) открепляют закрепительный винт нивелира, наводят прибор на переднюю рейку 2 и берут отсчёт по чёрной стороне рейки;

4) рейку 2 разворачивают красной стороной и снимают отсчёт по красной стороне.

Вычисляют превышения (h) по красной и чёрной сторонам реек:

hч = 1545 –1415 = 130,

hк = 6232 –6202 = 30.

Разность пяток 100 мм, допускается расхождение в превышении до 5 мм. Если разность допустимая, вычисляют hср – среднее превышение

Журнал технического нивелирования

Дата: 07.09.2011. Нивелир Н3 № 000. Время 8 ч 50 мин.

Процедура снятия отсчета по нивелирной рейке.

Рис.1.Вид сетки нитей и нивелирной рейки.

Отсчёт берётся в миллиметрах и всегда выражается четырёхзначным числом: первые две цифры — номер дециметра, 3-я цифра — число полных сантиметровых делений от начала дециметра до средней нити, 4-я цифра — десятые доли следующего сантиметрового деления.

Порядок измерения превышений «из середины».

1 Нивелир устанавливают посередине между точками. Равенство расстояний от нивелира до точек (разность плеч) при техническом нивелировании определяется на глаз. Предельная длина визирного луча для технического нивелирования принимается равной 100 м ( при благоприятных условиях- 150 м).

2 Нивелир на станции приводят в рабочее положение (приводят ось вращения зрительной трубы в отвесное положение по круглому уровню).

3 Рейки в общем случае ставятся только на закрепленных точках (реперах, колышках, костылях, башмаках), между которыми определяется превышение. Рейки на землю устанавливаются лишь при съемке рельефа.

Если на нивелирной рейке нет отвеса или круглого уровня, то для получения правильного отсчета по рейке реечник производит качание рейки, плавно наклоняя ее от себя в сторону нивелира и на себя, а наблюдатель берет наименьший отсчет, который соответствует отвесному положению рейки. Если отсчет по рейки менее 0500, то рейку не качают.

4 Последовательность снятия отсчетов на станции зависит от точности нивелирования. При техническом нивелировании можно применять следующую технологию:

— наводят зрительную трубу на черную сторону задней рейки и берут отсчет по средний нити сетки; при этом перед отсчетом по рейке необходимо привести пузырек цилиндрического уровня в нульпункт. Запись отсчетов производится в «Журнал технического нивелирования»;

Читать еще:  Виды зажимов для троса

— после этого заднюю рейку поворачивают к нивелиру красной стороной и

-затем наводят трубу на черную сторону передней рейки, тоже берут отсчеты по средней нити сетки;

-после этого переднюю рейку поворачивают к нивелиру красной стороной и берут отсчет;

-на каждой станции осуществляется контроль отсчетов по рейкам двукратным получением превышения.

Расхождение двух значений превышения, определенных как разность отсчетов по черным и красным сторонам реек, не должно превышать более 5 мм. Если расхождение превышает 5 мм, то нивелирование повторяют.

По проведенной работе было сделаны подсчеты и замеры превышений.

Были измерены высота рейки и нивелира в двух точках. В точке «А» высота нивелира 1347мм, а высота рейки после измерения – 1350мм. После мы меняли местами нивелир и рейку, точка «Б», высота нивелира составляет 1352мм, а рейки 1354мм. После были рассчитаны данные, насколько превышает высота рейки и нивелира. Для этого складываются высоты нивелиров и реек.

Определяется длина линий: (1380-1210)*100=17м.

Вывод

В данной практической работе изучили устройство нивелир серии Н3: его основные узлы, винты и оси. Научились обрабатывать журнал нивелирования.

Общий вывод

Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения. Такие измерения необходимы для определения формы и размеров нашей планеты – Земли и её частей, для определения координат пунктов, создания карт, планов и профилей и для строительства различных сооружений.

В ходе прохождения учебной практики мы приобрели опыт работы с теодолитом 2Т30П и нивелиром Н3 и убедились в необходимости точности измерений.

Научились определять отметки точек, географические и прямоугольные координаты, дирекционный угол и географический азимут направлений по топографической карте, а так же вычислять площади земель по карте.

Изучили виды условных знаков, такие как линейные, площадные, внемасштабные и пояснительные. Усвоили их смысловое содержание, т.е. отношение к изображаемым объектам, явлениям и процессам.

Как будущие специалисты горного профиля обязаны знать основы геодезии и уметь работать с геодезическими приборами, свободно читать планы и карты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баканова В.В. Геодезия: учебник для вузов / В.В. Баканова; под. общ. ред. Л.М. Комарьковой; М.: Недра, 1980, 277 С.

2. Баршай С.Е. Инженерная геодезия / С.Е. Баршай, В.Ф. Нестеренок, Л.С. Хренов; под общ. ред. Л.С. Хренова; Минск: Высшая школа, 1976, 400С.

3. Дьяков Б.Н. Геодезия: учебное пособие для вузов/ Б.Н. Дьяков; отв. ред. И.В. Лесных; СГГА 2-е изд., перераб. и доп. Новосибирск: СГГА, 1997, 173 С.

4. Измайлов П.И. Практикум по геодезии / П.И. Измайлов; под. общ. ред. И.М. Блудовой; М.: Недра, 1970, 376 С.

5. Маслов А.В. Геодезия / А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков; под общ. ред. В.А. Чураковой; Изд. 6-е перераб. и доп. М.: Колос, 2006, 598С.

6. Михеева Д.Ш. Инженерная геодезия / Д.Ш. Михелев, М.И. Киселев, Е.Б. Клюшин; под ред. Д.Ш. Михелева; 6-е изд. стер. М.: изд. центр Академия, 2006, 480 С.

7. Неумывакин Ю.К. Практикум по геодезии/ Ю.К. Неумывакин, А.С. Смирнов; под общ. ред. Н.Т. Куприной; М.: Недра, 1985, 200 С.

8. Поклад Г.Г. Геодезия: учебное пособие ля вузов/ Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев; Воронеж. гос. аграрн. унив-т., М.: Академический проект, 2007, 592С.

9. Петерс И. Шестизначные таблицы тригонометрических функций / И. Петерс; под. общ. ред. Л.М. Комарьковой; М.: Недра, 1975, 300 С.

10. Указания по вычислению площадей: Утв. Гл. управлением землепользования, землеустройства и охраны почв МСХ РСФСР 24.04.74. М., 1974, 48 С.

11. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500: Утв. ГУГК при Совете Мигистров СССР 25.11.86. М.: Картгеоиздат – Геоиздат, 2000, 286 С.

12. Федотов Г.А. Инженерная геодезия / Г.А. Федотов; под общ. ред. Л.А. Савиной; М.: Высшая школа, 2002, 463 С.

13. Чижмаков А.Ф. Практикум по геодезии / А.Ф. Чижмаков, А.М. Кривоченко, В.М. Лазарев [и др.]; под общ. ред. Л.М. Комарьковой; М.: Недра, 1977, 240 С.

14. Южанинов В.С. Картография с основами топографии / В.С. Южанинов; под общ. ред. Ю.Э. Ивановой; М.: Высшая школа, 2001, 302 С.

Как пользоваться нивелиром и рейкой при строительстве

Оптический нивелир многие считают архаизмом, в то время как это один из наиболее точных приборов в рамках геодезических исследований. В нашем обзоре мы удовлетворим интерес обывателей по вопросам использования нивелира для геометрического способа построения плоскостей.

Два геодезиста на разных краях пропасти:

Нивелир (кричит): Переходи!

Нивелир (ещё громче): Переходи.

Нивелир (бормочет): Глухой идиот.

Рейка (кричит): Сам идиот.

Суть и специфика нивелирования

Существует немало способов установить искривление земной поверхности: по малейшей разнице в атмосферном давлении, с использованием теодолита или водяного уровня и прочих приспособлений. Однако геометрическое нивелирование считается наиболее универсальным, быстрым и точным способом: даже у технических нивелиров, используемых в строительстве, погрешность измерений составляет всего 10 мм на один км.

Суть нивелирования заключается в определении разности высот (превышения) каждой из набора точек на местности относительно некоторой эталонной точки, называемой в строительстве репером. После того, как виртуальная плоскость была определена, относительно нее отсчитывают нулевую отметку, которая в большинстве случаев лежит на уровне пола первого этажа здания.

В принципе, в нивелировании нет ничего сложного кроме двух специфических моментов. С одной стороны, геодезист с напарником должны уметь пользоваться нивелиром и рейкой, знать тонкости настройки и правильно устанавливать контрольные столбы. Другой нюанс заключен в том, что на местности могут присутствовать объекты, препятствующие визуальному контакту между нивелиром и рейкой. Поэтому место установки нивелира приходится периодически переносить, определяя временные реперы и устанавливая разность высот для них. Но в конечном итоге все расчеты сводятся к банальной арифметике.

Определение репера и ключевых точек

При геодезическом исследовании строительной площадки репер располагают в самой низкой точке плоскости, которую определяют визуально или путем беглого «прострела». В этом месте в землю вбивают массивный столб с прямым срезом, на который удобно установить рейку.

Количество и расположение ключевых точек зависит от задач нивелирования. Если речь идет о подготовке котлована под фундамент, точки располагают на внутренних и внешних углах по контуру будущей конструкции. При размещении контрольных точек не требуется высокой точности, важно лишь, чтобы в месте установки кольев не было локальных бугров или ям.

В черте населенного пункта имеются специальные, измеренные и утвержденные официально, реперные точки для привязки к ним при измерении новых строительных площадок.

Все точки должны быть по возможности равноудалены от места установки нивелира и находиться от него на расстоянии не менее 5 метров. Если нивелируется маленький участок, нивелиром можно отстреливать все точки со стороны, ну или воспользоваться гидростатическим уровнем.

Установка и выравнивание визира

Для начала необходимо установить штатив. Ослабив винты крепления телескопических ножек, треногу нужно выровнять так, чтобы верхняя площадка лежала в горизонтальной плоскости, здесь все делается «на глазок». Ножки нужно вдавить в рыхлый грунт, надавив ногой на упор, при этом расстояние между ними должно быть одинаковым. Высоту ножек нужно отрегулировать так, чтобы площадка штатива находилась на уровне груди, после чего затянуть винты.

Когда штатив установлен, на нем посредством центрального винта крепится сам нивелир. Он имеет две площадки: нижняя фиксируется к треноге винтом или иным штатным способом, верхняя покоится на трех регулировочных винтах. По сторонам образованного винтами треугольника расположены три цилиндрических пузырьковых уровня предварительной настройки. Вращая одну пару винтов, сначала нужно добиться, чтобы пузырек между ними стал точно между метками. После этого путем подкручивания третьего винта выставляются два других уровня. Индикатор точной настройки — круглый уровень — располагается на корпусе оптической трубы нивелира. Может потребоваться немного покрутить регулировочные винты, чтобы пузырек расположился точно в пределах круглой метки. Нивелир готов к работе.

Обозначения нивелирной рейки

Прежде чем начать стрелять местность, неплохо было бы разобраться с тем, как ориентироваться по рейке. Действительно, что это за непонятные буквы «Е», что за черные и красные отметки? В действительности все очень просто.

Рейка разбита на сегменты, каждый длиной по 10 см. Внутри каждого сегмента есть черные и белые участки, длина каждого равна 1 см. Крайние три черных участка объединены боковой линией — это чтобы проще было визуально определять центр сегмента. Цифры обозначают, в каком десятке сантиметров находятся метки сегмента, то есть по сути положение на рейке определяется числом белых и черных участков, прибавленных к номеру десятка.

Но ведь точности в один сантиметр явно недостаточно. Дело в том, что на обратной стороне рейки имеется обычная миллиметровая градуировка, которой на больших расстояниях пользоваться не очень удобно. Поэтому помощник, удерживающий рейку, может дополнительно подстраивать бегунок, руководствуясь командами геодезиста «выше» и «ниже», а затем показать на пальцах количество миллиметров. Также некоторые нивелиры оснащаются метрической сеткой, по которой это отклонение определить еще проще.

Напоследок самый интересный вопрос: почему верхней части рейка имеет красную разметку, расположенную в обратном порядке. Дело в том, что у старых нивелиров не было дополнительной линзы и изображение геодезист видел перевернутым. Но с такими «динозаврами» вам вряд ли придется иметь дело.

Порядок измерения превышения точки

Перед отстрелом точки помощник должен установить рейку как можно ближе к контрольному колышку, мягко оперев ее на прилегающий грунт. Рейку во время измерений нужно держать недвижимо и строго вертикально, используя для выравнивания отвес или круглый пузырьковый уровень.

Нивелир нужно повернуть в сторону рейки так, чтобы вертикальная ось сетки расположилась точно по ее центру. После этого путем вращения оптического винта нужно настроить резкость изображения, чтобы метки на рейке были отчетливо видны. Затем нужно подстроить резкость отображения сетки, вращая кольцо на окуляре.

Чтобы определить превышение, необходимо отметить номер сегмента, на котором расположилась вертикальная ось, а затем посчитать, сколько от начала сегмента до оси целых чёрных и белых промежутков. Дописав после номера сегмента это значение, вы получите возвышение в сантиметрах. Если нужна более высокая точность, после возвышения ставится запятая, затем помощник перемещает ползунок так, чтобы его край точно совпал с горизонтальной осью и передает число дополнительных миллиметров, которое записывается после запятой.

Можно обойтись и без ползунка. Если горизонтальная ось расположилась точно посередине белой или чёрной метки, добавляют три миллиметра, если в нижней четверти — один или два, если в верхней четверти — четыре. Такого визуального определения для строительства более чем достаточно.

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.

Читать еще:  Для чего нужна закалка стали

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.

Видео по теме:

Прикладная геодезия: нивелировка — основа строительных работ

Современную стройку можно сравнить с большим заводом, все цеха которого нацелены на выпуск ответственной продукции. Бригады и отдельные специалисты выполняют различные виды процессов, которые разнесены во времени. Очень многое зависит от слаженной работы смежных служб, при этом контроль качества становится во главу угла — ведь в здании в итоге будут постоянно находиться люди. Сложные электронные теодолиты и устройства для GPS наблюдений доступны для работы не всем, а вот освоить нивелир под силу любому строителю, заинтересованному в качестве выполненных работ.

План участка с отметками высот является основой для строительства. Данные о рельефе позволяют выбрать оптимальное место для котлована и рассчитать точку сброса поверхностных вод.

Так что задача нивелировки — определение разницы высот между точками земной поверхности, именуемой превышением. Зная проектную отметку пола первого этажа сооружения, можно рассчитать место сброса ливневых стоков, или предусмотреть точку врезки самотечной канализации.

В арсенале у специалиста есть различные инструменты и приспособления, которые позволяют получить локальные данные, не давая общей картины. Например, гигрометром определяют влажность определенного материала, а как узнать степень «набухания» всего сооружения? В этом случае нам на помощь приходит нивелир, с помощью которого можно получить значения высоты объекта и сравнить ее с контрольной.

Для этого в фасадную часть здания по периметру монтируются специальные марки, между которыми определяются превышения. Если марки расположены на одной высоте в пределах допуска — все в порядке, если одна часть здания дает просадку быстрее другой — пора эвакуировать людей.

Методы нивелировки

Существуют несколько видов определения превышений, однако в строительстве преимущественно используются первые три метода из ниже перечисленных:

  • геометрическое нивелирование — использует принцип горизонтальности визирного луча зрительной трубы инструмента, используется нивелир;
  • тригонометрическое нивелирование — за основу берется принцип наклона визирного луча зрительной трубы инструмента, используется теодолит;
  • гидростатическое нивелирование — основано на выравнивании уровня жидкости в сообщающихся сосудах (водяной уровень);
  • барометрическое нивелирование — в зависимости от высоты точки меняется показатель атмосферного давления (применяется в горах);
  • автоматическое нивелирование — специальные датчики, установленные на автомобилях, передают наклонный вектор перемещения на считывающее устройство (дорожные работы);
  • 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».

Вот так, к примеру, выглядит трехмерная модель микрорайона, выполненная с использованием стереофотограмметрического комплекса. Далее осуществляется привязка жестких контуров местности в системе координат, и мы получаем цифровую модель, для которой в любой точке снимка можно получить значение высоты методом интерполяции .

Инструменты и приспособления для геометрического нивелирования

Главный 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

Исполнитель 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, как мы помним из прошлых статей нашего цикла , 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.

Еще 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.

Принцип тригонометрического нивелирования подразумевает использование теодолита или тахеометра. В этом случае измеряется угол от горизонтальной плоскости до верха рейки или недоступного объекта. Именно методом тригонометрии мы и определили высоту опоры ЛЭП в предыдущей статье . 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 проложение линии, S — длина визирной линии, i — высота инструмента, а б — высота визирования.

Гидростатические 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.

Принцип действия такого устройства приведен на рисунке.

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

Электронная 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. Если работать неточным инструментом, и загнать сантиметровую невязку в отметку первого этажа, на последнем этаже у вас может не стать плита перекрытия. Так что изучайте статьи нашего цикла , используйте современное оборудование и шлифуйте свое мастерство. Построенное сооружение — результат кропотливой работы многих специалистов, которым очень бы не хотелось, чтобы их работа пошла под снос из-за невнимательности геодезистов.

Читать еще:  Как проверить ip адрес сайта

Геометрическое нивелирование.

Геометрическое нивелирование выполняют двумя способами — “из середины” и “вперед”.

Рис. 9.1. Нивелирование: а из середины; б вперед; ee – исходная уровенная поверхность

Нивелирование из середины – основной способ. Для измерения превышения точки B над точкой A (рис. 9.1 а) нивелир устанавливают в середине между точками (как правило, на равных расстояниях) и приводят его визирную ось в горизонтальное положение. На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Берут отсчет a по задней рейке и отсчет b по передней рейке. Превышение вычисляют по формуле

Обычно для контроля превышение измеряют дважды – по черным и красным сторонам реек. За окончательный результат принимают среднее.

Если известна высота HA точки А, то высоту HВ точки В вычисляют по формуле

При нивелировании вперед (рис. 9.1 б) нивелир устанавливают над точкой A и измеряют (обычно с помощью рейки) высоту прибора k. В точке B, высоту которой требуется определить, устанавливают рейку. Приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, берут отсчет b по черной стороне рейки. Вычислив превышение

по формуле (9.1) находят высоту точки В.

На строительной площадке, где на земляных работах, укладке бетона или асфальта и пр. требуется с одной стоянки нивелира определить высоты многих точек, сначала вычисляют общую для всех точек высоту HГИ горизонта инструмента, то есть высоту визирной оси нивелира

а затем – высоты определяемых точек

где 1, 2, … — номера определяемых точек.

Если точки А и В, расположены так, что измерить между ними превышение с одной установки нивелира невозможно, превышение измеряют по частям, то есть прокладывают нивелирный ход (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Нивелирный ход

Превышения вычисляют по формулам (см. рис. 9.2):

Превышение между конечными точками хода А и В равно сумме вычисленных превышений

а высота точки В определится по формуле (9.1).

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

Комментарии

  • Комментарии не найдены

Закрепленные

Понравившиеся

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8.

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов.

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем.

Основные закономерности татического деформирования грунтов

За последние 15. 20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…

Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения

Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…

Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний

При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…

Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…

О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов

Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…

Давление грунта на сооружения

Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…

Несущая способность оснований

Наиболее типичной задачей о предельном равновесии грунтовой среды является определение несущей способности основания под действием нормальной или наклонной нагрузок. Например, в случае вертикальных нагрузок на основании задача сводится к тому…

Процесс отрыва сооружений от оснований

Задача оценки условий отрыва и определения требуемого для этого усилия возникает при подъеме судов, расчете держащей силы «мертвых» якорей, снятии с грунта морских гравитационных буровых опор при их перестановке, а…

Решения плоской и пространственной задач консолидации и их приложения

Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…

НИВЕЛИРОВАНИЕ

4.1. Геометрическое нивелирование

Геометрическое нивелирование позволяет определить превышение одной точки над другой с помощью горизонтального луча нивелира и отвесно установленных нивелирных реек.

Существует 2 способа геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.

Нивелирование из середины. В точках А и В устанавливают отвесно нивелирные рейки, а нивелир устанавливают между точками А и В на одинаковом расстоянии между ними, не обязательно в створе линии. После приведения нивелира в рабочее положение производят снятие отсчетов на заднюю (а) и переднюю (в) рейки. Отсчеты а и в по рейке берутся до мм.

Рис. 4.1. Нивелирование из середины.

Расстояние до реек (плечи) при техническом нивелировании допускаются до 150м (неравенство плеч до 5м). Превышение h вычисляется по формуле:

Отметка передней точки вычисляется по формуле:

Нивелирная рейка с сантиметровыми делениями (двухсторонняя). Если рейка двухсторонняя – берут отсчет по черной и красной стороне. Контроль по станции:

Пк – П ч = пятка 2

/пятка 1 – пятка 2/ ≤ 5мм.

Пятка – это начальный отсчет по красной стороне рейки.

Так как, на каждой точке мы берем по два отсчета, то превышение считаем дважды:

Если рейки односторонние, то производят нивелирование дважды при разных высотах инструмента.

i-высота инструмента, измеряется стальной рулеткой или отсчитывается по нивелирной рейке от колышка до середины окуляра.

Превышение, может быть положительным или отрицательным.

Рис.4.2. Нивелирование вперед

В тех случаях, когда превышения между точками, расположенными на значительном расстоянии, с одной постановки нивелира определить нельзя, выполняется последовательное нивелирование или сложное.

Рис. 4.3. Последовательное нивелирование.

При таком нивелировании точки 1 и 2 – связующие точки, а точки постановки нивелира – станции.

Отметки промежуточных точек находят через горизонт инструмента (ГИ).

Рис. 4.4. Нивелирование промежуточных точек.

Горизонтом инструмента (ГИ) – называется высота визирного луча над уровенной поверхностью. ГИ равен отметке точки плюс отсчет по черной стороне рейки на эту же точку.

тогда отметка промежуточной точки будет равна:

Вычисление отметок через ГИ очень удобно, когда с одной станции были сделаны отсчеты на несколько промежуточных точек.

Все измерения при нивелировании заносятся в журнал соответствующего образца.

В полевых условиях на каждой станции производится контроль пяток реек. Вычисленная пятка рейки должна соответствовать фактической пятке рейки. Допустимое расхождение в вычисленных пятках реек должна быть не более 5мм по модулю.

1. Техническое нивелирование выполняют, как правило, из середины.

2.Нивелир устанавливают между точками, подлежащими нивелированию примерно на равных расстояниях от них. Разность плеч не должна превышать 5 м.

3. На каждой станции, перед снятием отсчетов, нивелир приводят в рабочее положение, а рейки устанавливают, по возможности, в отвесное положение, на прочно забитые в землю колышки или костыли.

4. На каждой станции работу нивелиром Н-3 проводят в следующей последовательности:

а) визируют на заднюю рейку, и, приведя, элевационным винтом, пузырек цилиндрического уровня на середину, вначале наблюдая его в боковом окне уровня, а затем соединяют концы пузырька в поле зрения зрительной трубы и берут отсчет по средней нити сетки по черной стороне рейки в мм (четыре знака без запятых). Затем по команде исполнителя речник дает красную сторону рейки и берется отсчет. Разность отсчетов по красной и черной стороне рейки дает величину пятки данной рейки и служит контролем нивелирования.

в) визируют на переднюю рейку и повторяют действия пункта (а).

Планировка участка под наклонную плоскость.

Вертикальная планировка – это комплекс работ, выполняемых с целью преобразования существующего рельефа для обеспечения нормальных условий эксплуатации осваиваемых территорий.

Проведение этих работ обусловлено необходимостью организации поверхностного стока выпадающих на землю осадков, обеспечения нормальной эксплуатации различных видов транспорта, создания удобств для пешеходов и т. д.

Например, при строительстве промышленных предприятий необходимо одновременно решать вопросы о водоотводе, создании горизонтальных площадок для складирования материалов, площадок с минимальным уклоном для транспортных средств и т.д. Искусственный рельеф, создаваемый на территории современных городов, должен отвечать определенным инженерно-транспортным и архитектурным требованиям.

Для вертикальной планировки участка выполняют ряд мероприятий:

1. Площадку разбивают на квадраты со стороной 20-40 метров, в зависимости от масштаба съемки и рельефа местности и закрепляют углы квадратов кольями, забитыми вровень с поверхностью земли. Построение сетки квадратов осуществляют по принципу от «общего к частному», то есть сначала строят внешний контур сетки: с помощью теодолита откладывают углы, лентой или рулеткой измеряют расстояния. Внутренние точки квадратов получают как створные. Составляют схему сетки квадратов, на которой производят нумерацию узлов.

2. От ближайшего репера передается отметка на одну из угловых точек участка и производится нивелирование по внешнему контуру участка с уравниванием превышений и вычислением отметок связующих точек. Отметки всех остальных узлов сетки получают через горизонт инструмента с одной или нескольких станций в зависимости от выполняемого нивелирования. На схеме отмечают границы нивелирования для каждой станции. На схему могут записываться в узлы отсчеты по рейке при нивелировании.

Студенты заочной формы обучения выполняют расчеты по вертикальной планировке участка под наклонную плоскость по результатам нивелирования приведенного в методических указаниях.

5.1. Подготовка исходных данных

1. Результаты нивелирования поверхности занесены в журнал нивелирования и представлены в табл. 3.

2. Схема с границами нивелирования для каждой станции приведена на рис. 5.1.

Nз – две последние цифры номера зачетной книжки.

Отсчеты на заднюю и переднюю рейки взяты по красной и черной сторонам. Отсчеты на промежуточные точки взяты только по черной стороне рейки. Все отсчеты взяты в мм. На 15 точку нивелирование не выполнялось.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector