Работа с нивелиром

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.

Процесс измерения нивелиром.

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.

Для чего нужен нивелир лазерный и оптический?

Оптические нивелиры относятся к самым точным. На сегодняшний день это наиболее востребованные приборы. Их предназначение – производить расчеты, где требуется техническая точность, геометрическое фиксирование результатов. Система оптических нивелиров заполнена азотом, это помогает предотвращать образование конденсатов. Также в них установлены призмы, чтобы улучшить видимость «пузырьков» на круглом уровне. Для того чтобы обеспечить прибор быстрой предварительной наводкой на поставленную цель, в прибор встроен диоптрический визир.

Нивелир защищен от повреждений за счет прочного металлического корпуса. Прибор такого типа удачно подойдет не только для плоских, но и для куполообразных штативов. Лазерные нивелиры необходимы для работ не только внутри помещений, но и снаружи, при строительстве и ремонтных работах. Особенность таких приборов заключается в образовании видимых лазерных поверхностей. Точность измерений приборов такого типа увеличивается за счет использований лазерных приемников.

Это один из нивелиров, который идеально подходит для измерений точек на одинаковых высотах. Если прибор оснастить призмой и приспособлениями для креплений, то его вполне можно использовать не только для кругового нивелирования бордюров, но также для облицовывания стен или подвесных покрытий для потолков. Такое оснащение есть у современного лазерного нивелира Stabila. Поворотная призма позволяет свободно поворачивать инструмент и измерять точки поверхности в круговом направлении.

1.Виды нивелирования

Нивелирование – геодезическое измерение
по определению превышений между точками,
а также определение высот точек.

Результаты измерений очень актуальны
в практике строительства и объем их
очень значительный.

В зависимости от используемых средств
(приборного оборудования) различают
следующие виды нивелирования:

-геометрическое;

-тригонометрическое;

—гидростатическое;

-барометрическое;

-фотограмметрическое;

-аэронивелирование.

Схемы нивелирования

Геометрическое Тригонометрическое

h=a-b h+۷=h´+i

h=h´+i-۷

h´=αtg۷

h=
-۷+i+αtg۷

m_n=±0,5
до 50 мм на 1 км хода mh_пред.=
±4 см на 100м длины линии нивелира

Гидростатическое Барометрическое

С использованием
гидростатического нивелира С использованием
барометра-анероида

h=a-b h=B₁-B₂

mh=±0,2мм mh=1-2м

Стереофотограмметрическое Аэронивилирование

h=H_A-H_C h=H_А-H_В

H_A/B=f/(x_ла-x_па) mh=1-2м

H_С/B=f/(x_лс-x_пс)

H_A=Bf/p_a
H_c=Bf/p_c

h=Bf(p_c-p_a)/(p_a
p_c)

m_n=(1/1000
÷1/10000)H

Настройка нивелира

Нивелир является оптическим прибором

Для его правильной работы важно его положение в пространстве. Чтобы его отрегулировать, предусмотрены специальные механизмы

В строительстве чаще всего используются нивелиры со встроенными пузырьковыми уровнями, регулировка с ориентацией на которые позволяет добиться правильного расположения.

Для наиболее эффективной регулировки нивелир снабжён тремя винтами, меняющими положение прибора по трем осям: X, Y и Z. Вращая эти винты поочередно можно добиться правильного положения

При проведении регулировочных манипуляций важно уделять внимание положению пузырьков воздуха в колбах с жидкостью. Для достижения наилучшего результата они должны быть расположены между ограничительных линий

В верхней части прибора располагается круговой пузырьковый уровень. На его колбе размечены две окружности: большая и малая. После выставления нивелира «в уровень» пузырек должен находиться строго по центру малой окружности. Эта процедура является самым сложным этапом в настройке нивелира. Чтобы облегчить её выполнение, нужно устанавливать штатив максимально в «уровень», так как запас свободной регулировки прибора при помощи трех винтов ограничен. Следующим этапом настройки нивелира является регулировка его оптической линзы.

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

Способы съемки местности

Нивелирование поверхности производят для получения точного топографического плана местности.

Целью измерения является изучение рельефа, сопоставление высот отдельных точек.

По методам производства работ классифицируют следующие виды нивелирования:

• геометрическое;
• тригонометрическое;
• физическое;
• автоматическое;
• стереофотограмметрическое.

В строительной области используется геометрическое нивелирование площади.

Измерение производится горизонтальным визирующим лучом света. Точки закрепляются на местности с помощью колышков или башмаков. Нивелир размещают в месте, называемом станцией, мерные рейки устанавливают на измеряемых точках.

По способу опор съёмки различают:

• нивелирование поверхности по квадратам;
• нивелирование рельефа по магистралям и параллельным линиям;
• нивелирование местности способом полигонов.

Рельеф строительного участка, как правило, равнинный, плоский, без значительных перепадов высот.

На основании полученного нивелированием по квадратам топографического плана строительной площадки составляются проекты вертикальной планировки участка, подсчёты объёмов земляных работ.

Лучшие самовыравнивающиеся лазерные уровни

ADA instruments CUBE MINI Basic Edition

Лазерный нивелир ADA instruments CUBE MINI Basic Edition относится к числу приборов для частного использования, но отличается приличной точностью и практичным для работы и хранения исполнением в виде компактного куба.

С его помощью можно выстроить одну горизонтальную и одну вертикальную линии длиной до 10 метров, что делает его удобным для работы в небольших помещениях.

Любой человек, выполняющий самостоятельно ремонтные, отделочные или строительные работы дома или на загородном участке, оценит преимущества использования лазерного нивелира.

Характеристики:

• предельная дальность измерения (без использования приемника) — 20 м;
• точность измерения — 0.2 мм/м;
• длительность работы — 20 ч.

Достоинства:

• удобство использования;
• качество сборки;
• функциональность.

Недостатки:

не выявлены пользователями.

INSTRUMAX ELEMENT 2D SET со штативом

Лазерный нивелир INSTRUMAX ELEMENT 2D SET со штативом подходит для осуществления строительных и монтажных работ на открытых пространствах и в помещении.

Он предназначен для точного горизонтального и вертикального выравнивания поверхностей посредством создания двух перпендикулярных лазерных лучей.

Дальность действия лучей у данной модели составляет 10 метров, а применение приемника предоставляет возможность увеличить ее до 50 метров.

Характеристики:

• предельная дальность измерения (без использования приемника) — 10 м;
• предельная дальность измерения (с использованием приемника) — 50 м;
• точность измерения — 0.2 мм/м;
• штатив в комплекте (0.6 м).

Достоинства:

• качество сборки;
• функциональность;
• комплектация.

Недостатки:

низкий штатив.

BOSCH UniversalLevel 2 Set (0603663801) со штативом

Лазерный нивелир BOSCH UniversalLevel 2 Set (0603663801) со штативом — измерительный прибор, проецирующий вертикальные и горизонтальные перекрестные лазерные лучи с автовыравниванием для получения абсолютно прямой линии.

Нивелир позволяет разместить объекты на одинаковом расстоянии, например, сделать наметку для развешивания настенных фоторамок.

Нивелир можно использовать в пределах 10 м, благодаря ярким лазерным лучам.

Характеристики:

• предельная дальность измерения (без использования приемника) — 10 м;
• точность измерения — 0.5 мм/м;
• штатив в комплекте (1.1 м);
• длительность работы — 5 ч.

Достоинства:

• комплектация;
• качество сборки;
• функциональность.

Недостатки:

не отмечены покупателями.

BOSCH GLL 3-80 Professional

Лазерный нивелир BOSCH GLL 3-80 Professional — компактное оборудование с одной горизонтальной и двумя вертикальными линиями.

Длительность работы инструмента составляет 18 часов в 1-лучевом режиме.

Нивелир быстро и с легкостью справляется с построением вертикальных и горизонтальных линий с точностью ±0.2 мм/м и диапазоном самонивелирования ± 4°.

Компактные габариты и небольшой вес способствуют удобной транспортировке и хранению.

Характеристики:

• предельная дальность измерения (без использования приемника) — 30 м;
• предельная дальность измерения (с использованием приемника) — 120 м;
• точность измерения — 0.2 мм/м;
• автовыключение;
• длительность работы — 4 ч.

Достоинства:

• удобство использования;
• функциональность;
• качество сборки.

Недостатки:

комплектация.

РЕСАНТА ЛУ-3П

Лазерный нивелир РЕСАНТА ЛУ-3П позволяет существенно повысить эффективность строительных, ремонтных, монтажных или отделочных работ.

Прибор обеспечит построение вертикальных и горизонтальных плоскостей. Для питания используются 3 элемента питания AA, роль которых могут играть как батарейки, так и аккумуляторы.

Нивелир может устанавливаться на пол, на стол или на штатив.

Несмотря на значительные размеры, прибор отличается небольшой массой. В комплектацию включены батарейки, защитные очки и кейс.

Характеристики:

• предельная дальность измерения (без использования приемника) — 40 м;
• точность измерения — 0.2 мм/м;
• угол самовыравнивания — 4 °.

Достоинства:

• комплектация;
• функциональность;
• качество сборки.

Недостатки:

не обнаружены пользователями.

Схожие параметры

Человек, не разбирающийся в измерительной технике, может с лёгкостью перепутать теодолит с нивелиром. И это неудивительно, ведь как мы уже сказали, оба прибора относятся к одной геодезической группе устройств, применяемых для измерений на местности.

Также путаница может быть вызвана внешним сходством и одинаковыми элементами, входящими в состав приборов. К ним можно отнести зрительную систему, в составе которой имеется сетка нитей для наведения.

Пожалуй, на этом какие-либо значимые похожести заканчиваются. Теодолит и нивелир имеют гораздо больше различий, чем может показаться изначально. Тем не менее в некоторых ситуациях и при определённых условиях эти приспособления могут заменять друг друга. Но об этом мы поговорим чуть позже. А сейчас давайте рассмотрим наиболее важный вопрос, а именно отличительные черты теодолита и нивелира.

Ручные и автоматические модели

Данная классификация базируется на типе выравнивания устройств – он может быть автоматическим или ручным. Итак, для начала следует разобраться с вопросом: автоматический нивелир – что это такое? Фото ниже демонстрирует пример такой модели. Этот вариант еще называется самовыравнивающимся, так как он определяет оптимальное положение штатива независимо от характеристик поверхности, на которой установлен прибор.

Ручные модели в этом смысле менее удобны, так как их должен корректировать сам пользователь. Для упрощения задачи специалисты рекомендуют приобретать электронные модификации с наличием компенсаторов

Но важно учитывать, что и стоимость таких версий выше, чем обычных нивелиров. Для работы в помещении их технические достоинства могут быть излишними, однако на открытом грунте все же рекомендуются именно такие уровни

Использование

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром оптическим, стоит освоить следующую инструкцию:

• Установить штатив от нивелировочного прибора на нужную высоту, воспользовавшись тремя ножками его штатива.
• Прижать подножки установки для жёсткой и прочной фиксации штатива.
• Установить прибор на треногу, зафиксировав специальным винтом.
• Развернув устройство так, чтобы два винты для регулировки (подъёмные) были перед глазами, по бокам измерительного прибора, начать вращать их до тех пор, пока пузырёк не окажется на осевой отметке.

Установка и регулировка устройстваИсточник gis2000.ru

• Прокручивая винт, который находится в передней части устройства, перемещать пузырёк по вертикальной оси.
• Повернуть измеритель на 1800, проследив, чтобы контрольный пузырёк остался на месте (при смещении нужно отрегулировать его положение с помощью шестигранного ключа и двух винтов).
• Установить специальную рейку с делениями (это должен делать второй человек) на некотором расстоянии от объектива вертикально (на первую из измеряемых точек), используя для контроля уровень пузырьковый, который встроен в эту рейку.
• Посмотреть в объектив нивелировочного устройства и навестись на рейку, используя коллиматор, находящийся в верхней части приспособления.
• Когда деления на рейке станут отчётливо видны через оптическую трубу, нужно заметить и запомнить, где находится тонкая горизонтальная полосочка, то есть в каком именно месте рейки она накладывается на получаемом изображении.
• Также провести измерения для второй определяемой точки, перенеся рейку в иное, заранее намеченное место, зафиксировать в блокноте полученные числовые значения.
• Сравнить всю зафиксированную на бумаге информацию, чтобы определить, какова разница в высоте расположения измеренных точек. На этом работа с нивелиром будет закончена.

Расчёты данных после замера нивелиромИсточник ppt-online.org

Чтобы сделать замеры с помощью лазерного нивелира в комнате или другом помещении, нужно поставить прибор на горизонтальную нешаткую поверхность либо на специальный штатив, проследив за тем, чтобы перед лазером не было преград

Важно помнить, что устройство необходимо ставить на расстояние, которое не превышает описанное в прилагающейся инструкции. После включения оно покажет направленный лазерный луч

На плоскости стены появится линия, на которой можно поставить отметку карандашом.

Цифровое нивелировочное устройство ещё проще применять. Для начала работы нивелиром следует установить его в нужном месте и навести на предварительно зафиксированную штрих-кодовую линейку. После этого на корпусе устройства нажимают кнопку. При этом на экране отображаются все нужные данные. Полученная информация записывается в память прибора, после чего она может быть перенесена в компьютер.

Во время работы или перевозки, переноски устройства следует помнить, что необходимо избегать любых повреждений. После окончания работы с нивелирующим прибором желательно протирать линзы специальной фланелевой тряпкой. Чаще всего она прилагается в комплекте устройства.

Подробнее о работе нивелира – в этом видео:

Коротко о главном

Нивелир – это прибор для замера уровня точек в пространстве. Применяется для строительных и ремонтных работ.

Различают три основных вида нивелировочных устройств – гидростатическое, лазерное и оптическое.

Тип нивелира выбирают в зависимости от необходимой точности предстоящих измерений, места их проведения.

Для работы лазерного нивелира нужно питание от розетки или аккумулятора, а для оптического – только специальная рейка с нанесёнными на неё делениями. Цифровое устройство способно самостоятельно проводить настройку или замер уровней.

При установке, настройке устройства, а также во время проведения измерений с его помощью следует придерживаться техники безопасности, правил работы и транспортировки прибора.

Устройство и виды нивелиров

Чтобы понять, для чего нужен нивелир в строительстве или в условиях ремонта, стоит рассмотреть подробнее его устройство. Нивелиры бывают нескольких видов: лазерные, цифровые, оптические, гидростатические. Главная составная часть оптико-механического нивелирующего прибора – труба со специальной линзовой системой. Она вращается в горизонтальной плоскости и имеет возможность зрительно увеличивать объекты в двадцать и более раз. С помощью маховика осуществляется регулировка прибора по резкости изображения. Это происходит после прохождения светового луча через линзы. Также в конструкцию этого прибора входят:

• коллиматор;
• зеркальце круглого уровня;
• штатив (держатель конструкции);
• юстировочные винты круглого уровня;
• горизонтальный лимб (используется для построения и замера углов);
• круглый уровень;
• микрометренные винты;
• трегер (специальная подставка для основного нивелировочного узла – оптической трубы);
• винты подъёмные и уровень пузырьковый (помогают точно калибровать прибор при использовании).

Дополнительно к нивелиру в комплекте обычно прилагается рейка с нанесёнными на неё отметками. Именно её держит вертикально на определённом расстоянии помощник геодезиста.

Конструкционные особенности оптического нивелираИсточник blogspot.com

Наиболее простым и бюджетным видом оптического нивелира остаётся устройство с одним или несколькими цилиндрическими уровнями. Автоматические нивелиры выполняют измерения более точно, но удобнее для применения на щебне и других неустойчивых поверхностях.

Принцип работы нивелира лазерного типа основан на действии лазер-луча. Обычное позиционное устройство этого вида используется в основном в закрытых помещениях для осуществления ремонтных работ. Причина: луч плохо виден на улице, особенно при ярком солнце. Если необходимо применить лазерное нивелировочное приспособление на стройке при дневном свете, используют прибор с зелёным, а не красным лучом или специальное ротационное приспособление, которое осуществляет постоянное вращение верхней части (угол работы составляет 360, а количество вращений – около шестисот оборотов в минуту), образуя более видимую лазерную горизонтальную отметку (линию).

Одна из разновидностей лазерных нивелиров – проекционные приборы, работающие путём обозначения видимой плоскости посредством призмы. Такие нивелир-устройства могут быть линейными, точечными, комбинированными. Проекционные нивелиры хорошо работают на дальности около ста метров. Ротационные устройства могут охватывать ещё большее пространство.

Лазерный прибор для нивелированияИсточник bosch-tools.com.ua

Ещё один современный тип нивелира – цифровой. Это оптико-механическое или лазерное устройство, которое выводит получаемые данные в готовом виде на специальный эквалайзер. Для этого такой нивелир оснащён памятью, процессором и позволяет осуществлять замеры без привлечения напарника.

Самым первым нивелиром является гидростатическое устройство. Оно представляет собой две ёмкости с жидкостью, соединённые между собой гибким шлангом. Такое простое приспособление работает благодаря физическому закону сообщающихся сосудов.

Основные правила

В этой статье под инструментом нивелиром имеется в виду лазерный уровень. Правильно пользоваться нивелиром довольно просто – нужно лишь следовать нескольким простым рекомендациям.

В первую очередь, необходимо обеспечить устройство электроэнергией. Обычно это можно сделать при помощи батареек, реже – посредством аккумулятора. Как правило, батареек хватает на 8-10 часов непрерывного использования.

Также необходимо время от времени избавляться от пыли на устройстве. Во избежание повреждений рекомендуется переносить инструмент только в специальных сумках, которые обычно идут в комплекте с ним.

Некоторые модели (в основном дорогие и новейшего поколения) бывают оборудованы функцией самовыравнивания, которая еще называется юстировкой.

Важным моментом при использовании прибора является закрепление его на штативе, который крепится к прибору при помощи особого резьбового соединения. Если вышло так, что резьбовые соединения не совпадают, то необходимо приобрести так называемый переходник.

Оптические нивелиры: конструкция и принцип работы

Раньше других появилось устройство нивелира оптического типа. Строение всех подобных приборов включает зрительную трубу с окуляром и линзами, обеспечивающими приближение на необходимое число крат. Раньше все оптические нивелиры требовали ручного наведения на интересующую вас точку и фокусировки на ней с помощью различных винтов – подъёмных, наводящего и элевационного. Для точного выведения зрительной трубы в горизонт к ней прикреплялся цилиндрический уровень.

Для выполнения измерений важной комплектующей нивелира является измерительная рейка. Также все модели оптических нивелиров оснащаются нитяным дальномером для измерения расстояний, а некоторые – горизонтальным лимбом, который позволяет измерять углы в горизонтальной плоскости

Принцип работы такого прибора достаточно прост. Нивелир устанавливают на ровной площадке, с помощью винтов приводят зрительную трубу в горизонтальное положение. Две точки на местности – начальная и измеряемая – должны быть ясно видны в окуляр. Измерительная рейка сначала устанавливается в начальную точку, и показания снимаются по сетке нитей нивелира (точнее, по средней нити этой сетки). Затем рейка переносится в измеряемую точку, и показания снимаются снова. Разница между ними составляет искомое значение.

Большая часть нивелиров, применяемых в современной геодезии и строительстве, несколько отличается от описанных выше. Например, большинство моделей оснащаются компенсатором. Компенсатор – это устройство, предназначенного для автоматического выравнивания прибора по линии горизонта. Использование компенсатора делает измерения точнее и проще.

Что такое нивелир?

Применяется нивелир при измерении горизонтальной или вертикальной поверхности. Геологической разведкой измеряется условно заданная плоскость, на которой происходит определение условно заданных точек.

Перед использованием, важно знать, что такое нивелир, определить предназначение можно по следующим параметрам:

• Трубная конструкция ригельного типа используется в строительстве, небольших объектах измерения.
• Установки с компенсационным механизмом уровня наклона.

Лазерный нивелир

В строительстве все более набирает популярность лазерный нивелир. Применяется во всех направлениях, от заливки бетона до необходимости ровного вывешивания полок.

Производители и обзор моделей

Как и в случае со многими другими приборами, неопытному потребителю зачастую проще выбрать потенциальную покупку по критерию известной и востребованной марки, нежели самым детальным образом вникать в технические характеристики и искать многочисленные отзывы. Если вы хотите приобрести простейший оптический нивелир, то это вам вряд ли понадобится – они отличаются между собой разве что мелочами.

В случае с покупкой дорогой цифровой техники на одну лишь марку не стоит полагаться хотя бы потому, что прибор покупается для сложной постоянной работы и должен выбираться профессионалом. Совсем другое дело, если вы берете лазерный нивелир среднего уровня, который не будет применяться для выполнения предельно сложных вычислений, но все же должен быть качественным и хорошим – в этом случае критерий производителя и конкретной модели вполне может сработать.

Рассмотрим несколько наиболее популярных моделей.

Обзор лучших моделей

Говоря о лучших производителях нивелиров, в первую очередь нужно упомянуть немецкую компанию Bosch, которая известна во всем мире благодаря выпуску высококачественной бытовой техники и других электронных приборов. На самом деле сфера деятельности этой фирмы гораздо шире: она также включает автомобильные, промышленные, строительные технологии и т. д.

Но нельзя сказать, что немцы монополизировали рынок измерительных инструментов. Некоторые производители мало чем уступают им по качеству своей техники.

Приведем наилучшие модели ротационных нивелиров.

Bosch GRL 300 HVG Set – популярнейшее во многих сферах устройство. Содержит практически все доступные на сегодняшний день функции. Очень точный, погрешность минимальна. Длина проецирования плоскости составляет 150 метров. Длина волны – примерно 530 миллиметров. Стоимость начинается от 90 тысяч рублей.

Также мы рекомендуем обратить внимание на нивелиры от производителей Hilti, Infiniter и Control. Они имеют неплохие характеристики и вполне разумную цену