Геодезическая рейка как пользоваться

Геодезическая рейка как пользоваться

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.

Старые модели приборов дают перевернутое изображение, и рейка к ним требуется специальная, с перевернутыми цифрами.

Вспомогательные приспособления к нивелиру

К нивелиру прилагается паспорт, где обязательно указывается дата его последней проверки и настройки или, как говорят геодезисты «поверки». Поверяют нивелиры не реже чем раз в три года, в специальных мастерских, о чем делается очередная запись в паспорте.

Кроме паспорта, в комплекте нивелира идет ключ для обслуживания и мягкая фланель для протирки линз и конечно защитный футляр, где он хранится. Модели с горизонтальным лимбом — угломером комплектуются отвесом для установки строго в нужной точке.

Оберегайте нивелир от ударов и толчков, даже когда он в футляре. Современные приборы оборудованы специальным устройством, осуществляющим точную подстройку по горизонтали, сильный толчок, внешне не оставивший ни малейшего следа, может повредить его тонкий механизм.

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

Определение превышения точек

Как устанавливать инструмент мы разобрались, теперь рассмотрим, как определять с помощью нивелира разность высот двух и более точек. Для этого нам понадобится рейка и помощник, который будет рейку держать и переносить туда, куда нужно.

Выбираем первую точку измерения (обозначим ее «а»), на которую помощник ставит рейку по возможности вертикально. Вертикальность можно корректировать по вертикальной риске визирной сетки, подавая соответствующие сигналы помощнику.

Наводим прибор на рейку, сначала приблизительно, пользуясь «прицелом» сверху трубы. Смотрим в окуляр и, вращая маховик, добиваемся четкой видимости рейки.

Снимаем показания. Для этого смотрим, между какими значениями рейки оказалась горизонтальная линия визирной сетки, добавляем к нижнему значению количество сантиметровых делений между линией значения и линией визира прибора (или, если это удобнее, вычитаем из верхнего значения).

К примеру, риска легла чуть больше чем на три деления выше цифры 15. Нужно записать в блокноте значение 153, округляя до сантиметра в большую или меньшую сторону.

Даем команду помощнику перенести рейку на следующую точку («б») и снова выполняем замеры. Допустим, на рейке мы увидели значение «18» а наша риска чуть-чуть не добралась до «буквы Е», которая соответствует пяти делениям (сантиметрам). Значение высоты будет равно 185. Записываем его.

Поскольку горизонт нивелира неподвижен, а двигается рейка, то чем она ниже, тем больше значение мы увидим в объективе. Вычитаем: 185-153=32 Точка «б» ниже точки «а» на 32 сантиметра.

Определение превышения точек

Перенесение отметки

Разберемся, как перенести с помощью нивелира высотную отметку. К примеру, нам нужно сделать репер, ориентируясь на который, экскаваторщик будет копать котлован, глубиной на два метра ниже отметки пола здания. Значение высоты пола, нам и нужно указать экскаваторщику.

Читайте также:  Изготовление столешницы из эпоксидной смолы своими руками

Устанавливаем рейку на реперной проектной точке, высота которой соответствует проектной высоте пола здания, то есть ноля, берем отсчёт. При самостоятельной разработке проекта либо при → привязке к местности уже существующего проекта высота этой точки выставляется с помощью колышка либо на какой-то неподвижной поверхности (кирпичный забор, дерево, столб и т.д.) устанавливается метка. Либо такие реперы (метки) выставляет геодезист, сопровождающий стройку. Пусть, к примеру, получилось 162.

Непосредственно у места будущего котлована, вбиваем колышек и, поставив рейку вплотную к нему, снова снимаем значение, пусть оно будет равно 179. Разница составит 17 сантиметров. Откладываем 17 см от низа рейки вверх по колышку, отмечаем значение риской маркера или карандаша. Вбив рядом еще один колышек, чтобы его верх совпал с риской, получим хорошо видимый ориентир, после чего колышек с риской можно убрать.

Нивелир, рэпер и балтийская система высот

Нивелиры — очень полезные инструменты. Но чтобы они измеряли разницу между уровнями, обязательно нужны нивелирные рейки. Стоит разобраться, что из себя представляют эти приспособления, как их выбирают и применяют на практике.

Особенности

Рейка для нивелира — это особого вида рейка с точной градуировкой. Без градации было бы невозможно использовать ее, чтобы определять разницу между уровнями обследуемых точек. Стоит заметить, что иногда такое приспособление применяется и для иного геодезического оборудования. Традиционно для их изготовления применяют древесину либо алюминиевые сплавы. В некоторых случаях, когда точность особенно критична, используют рейки из инвара. Цифры на современных моделях наносятся в нормальном виде. В старых моделях чаще применялись перевернутые изображения. Нивелирные рейки применяют:

  • в строительстве;
  • при составлении геодезических планов и схем;
  • в топографических работах;
  • в геологических исследованиях.

Разновидности

Нивелирная рейка — это всегда устройство прямоугольной формы. На плоскости размещается шкала. Цена деления шкалы установлена официальными стандартами для каждого прибора и вида измерений. Современные рейки могут быть сконструированы для аналогового или цифрового нивелира. Второй вариант подразумевает считывание штрих-кода стандарта BAR.

Складная нивелирная рейка чаще всего изготавливается из древесины. Типичное решение — складывание по центру. Длина отдельных секций составляет приблизительно 1,5 м. Механизм складывания в деревянных моделях очень надежен и не имеет люфта.

Кроме того, ценятся диэлектрические свойства древесины, позволяющие спокойнее работать вблизи от проводки, трансформаторов и высоковольтных ЛЭП.

Довольно широкое распространение получили телескопические рейки. Их изготавливают в основном из легких веществ (алюминиевых сплавов или даже пластмассы). Очевидны преимущества такого решения для геодезистов и других людей, которым нужно сделать не одно измерение и обойти не один километр за день. Телескопическая конструкция оснащается круглым уровнем, благодаря которому ставится строго вертикально. Некоторые модели в длину достигают от 3 до 5 м, при этом после складывания длина уменьшается до 1,5 м.

Недостаток телескопической рейки в том, что такие приспособления служат меньше, чем классические деревянные изделия. Все дело в недостаточной надежности механизма трансформации.

Шкалу наносят с двух сторон. Одна грань размечается в миллиметрах, а другая, предназначенная для относительно дальних промеров, покрывается шашечками.

Вместе с цифровыми нивелирами обычно стараются пользоваться фибергласовыми рейками. Разумеется, они также имеют разметку с двух сторон. На одну сторону наносятся пометки в метрических единицах. Фиберглас отличается отменными диэлектрическими свойствами. Его, как и дерево, можно спокойно использовать, чтобы брать отсчет вблизи объектов электрической инфраструктуры.

Рейки из инвара нужны в том случае, как уже говорилось, если требуется особо точная работа. Погрешность замеров (при правильном их проведении) может составлять всего около 1 мм. Корпуса инварных реек, строго говоря, также изготавливают из дерева. На основе специального сплава изготавливают лишь ленту, которая обтягивает внешний корпус. Подобное решение очень популярно, потому что получается очень легкая конструкция, да и применять ее несложно.

Типичная нивелирная рейка состоит из:

  • брусков шириной 0,1 и толщиной 0,02 м;
  • пяток (то есть пластин из металла) на концах;
  • скрепляющих эти части шурупов.

Рельсы окрашивают белым красящим составом. На одну сторону наносят деления черного окраса, а на другую — красные деления. Считать деления нужно от самой нижней пятки. С «черного» края с ней должна совпадать нулевая отметка, а с «красного» – точка отсчета 4787 мм. Градация нивелирных реек прописывается еще и в ГОСТ 11158-76. Согласно этому стандарту, для геометрического нивелирования можно применять:

  • РН-05 (этот индекс присваивается односторонним штриховым изделиям для замеров 1 и 2 категорий; допустимая погрешность 0,5 мм на 1000 м);
  • РН-3 (индекс присваивается двусторонним рейкам шашечного типа, предназначенным для нивелирования 3 и 4 категории; допускается ошибка промеров на уровне 3 мм на 1000 м);
  • РН-10 (двусторонние рейки для нивелирования технического класса с максимально допустимой погрешностью 10 мм на 1000 м).

Длина рельсов на этих трех моделях соответственно составляет:

Рейка длиной 4 м всегда делается составного исполнения. Отдельные варианты РН-3 могут складываться. На рейках РН-3 цена деления составляет 0,01 м. Через каждые 10 см предусматривается пометка прямыми или перевернутыми цифрами. Каждая конкретная модель маркируется специальным цифробуквенным индексом. Условное обозначение РН-3П 3000С раскрывается так:

  • РН — нивелирная рейка;
  • 3 — модель для снятия особо точных замеров;
  • П — нивелировка прямого изображения;
  • 3000 — число миллиметров;
  • С — сложное строение.

Хорошим примером нивелирной рейки длиной 6 метров служит GEOBOX TS-6. Это достойное телескопическое приспособление для геодезической съемки. Оно дополнено двусторонней измерительной шкалой. Масса конструкции составляет 2,8 кг. Обратная сторона размечена в миллиметрах.

Читайте также:  Душевая кабина для ванной комнаты в хрущевке

Как для оптических, так и для лазерных нивелиров подойдут любые рейки. Разница только в точности самих измерений, в удобстве работы и других тонкостях (цене, опциях). Хорошо, если нивелир поставляется изначально в комплекте с рейкой и штативом.

Однако надо понимать, что многие производители экономят на штатной комплектации. В нее добавляют обычно компоненты бюджетного класса.

Методика работы

Для начала надо, конечно, разобраться с единицами измерения, чтобы сразу четко понимать показания прибора. Также следует внимательно прочитать инструкцию к нивелиру и сопроводительные документы на комплектующие. Далее надо будет поставить рейки на прочно внедренные в землю колья из дерева. Эти колья будут надежно держать конструкцию, если они выходят над поверхностью приблизительно на 0,02 м. Когда крепить точки установки реек не нужно, их монтируют с помощью мобильных башмаков или костылей.

В требуемых местах стоит убрать дерн и крепко заколотить башмак либо костыль. При этом старательно контролируют, чтобы эти опоры сами держались непоколебимо. Окончив с наблюдениями на определенной позиции, башмак или костыль извлекают, а затем переставляют в конец следующего отрезка. Передний крепеж не переставляют, потому что это обернется нарушением последовательности в передаче высот. Тогда никакая обработка результатов нивелирования не может быть адекватной и придется перемерять все с нуля от твердо закрепленной реперной точки.

Иногда практикуется нивелирование «из середины». Эта методика подразумевает установку реек на точках нивелирования. Далее основным прибором, поставленным горизонтально, отсчитывают назад и вперед отрезки по обеим сторонам рейки. На основе полученных данных можно вычислить превышение по черной стороне. Расчет по красной линии делается обязательно, но сугубо для самоконтроля. В норме разница результатов составляет не более 5 мм.

Иногда приходится нивелировать с односторонними рейками. Тогда первоначально проводят отсчеты назад и вперед при одинаковой высоте инструмента. Следующим шагом будет повторение этих отсчетов после изменения высоты ножек штатива на 0,1 — 0,2 м (2 раза). Так можно оценить превышение. В норме его величина составляет также максимум 5 мм.

Рейки моделей РН-0,5 и РН-3 оснащаются прикрепляемыми сбоку уровнями круглой формы. Эти уровни имеют винты для корректировки и кожухи для защиты. С помощью уровней можно будет на требуемой точке поставить рейку строго отвесно. До начала работ всегда осматривают рельсы и проверяют их качество. При визуальном контроле смотрят, насколько хорошо окрашены шашечные уровни и цифровые обозначения.

Придется также проверять крепления отдельных элементов. Сначала выясняют, правильно ли поставлен круглый уровень. Для этой цели используют или вертикальные нити нивелиров, или крепящиеся к рейкам отвесы, крючки и штифты.

На крючок цепляют отвес, а затем рейку наклоняют так, как надо. Добиваются, чтобы острые концы отвесов и штифтов точно совпадали.

Когда это достигнуто, корректирующими винтами выводят пузырек на центральный нулевой пункт. После этого надо будет определить среднюю длину метра. Для этой цели используют контрольную линейку. Следующий шаг — установление погрешностей дециметровых делений. Завершающие манипуляции:

  • установление стрелки прогиба;
  • оценка перпендикулярности пятки рейки и оси;
  • оценка разности нулевых высот реек.

Телескопическая нивелирная рейка 4м и 5м от Laserliner представлена далее.

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.

Читайте также:  Выбираем картофель на зиму

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.

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:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector