Как пользоваться нивелиром — установка, устройство, вынос отметок

Как пользоваться нивелиром, для чего предназначен этот прибор рассмотрим в данной публикации. Нивелир – это геодезический прибор, предназначенный для измерения и выноса в натуру высотных отметок частей зданий и сооружений, характерных точек рельефа местности.

Процесс нивелирования заключается в определении разности высот точек поверхности земли или сооружений, а также высоты этих точек по отношению к условно принятой отсчётной поверхности, которой у нас является Балтийская система высот.

В последнее время распространение получили лазерные нивелиры, но их область применения крайне ограничена – в основном внутри помещения. Поэтому рассмотрим, как работать со строительным оптическим нивелиром.

Устройство нивелира, подготовка к работе

Классические модели оптических приборов состоят из двух основных частей обозначенных на рисунке 1 цифрами:

1. Нижняя или подставка (1) имеет три подъёмных винта (9), которыми приводят в вертикальное положение отвесную ось нивелира. Для этого подъёмными винтами регулируют круглый пузырьковый уровень (7). На нём нанесены две окружности – большая и малая. Пузырёк должен занять положение строго по центру малой окружности.
2. Верхняя часть со зрительной трубой (2) свободно вращается на 360 градусов и оборудована следующими регулировочными винтами:

• наводящий (5) – для поиска рейки или объекта его заменяющего;
• закрепительный (4) – для фиксации поворота инструмента;
• винт регулировки резкости — иначе кремальера(6);
• элевационный (3) – для настройки контактного цилиндрического уровня, который устанавливает визуальную ось трубы в горизонтальное положение.

Для наведения трубы служат целик (10) и мушка (11).

В окуляр трубы видно контактное изображение половинок пузырька цилиндрического уровня. Когда половинки сойдутся, горизонтальный уровень будет отрегулирован. В трубу мы также видим горизонтальную визирную нить, по которой снимаются отсчёты по геодезической рейке. Отдельные модели инструментов могут иметь визирную сетку нитей. Прибор готов к работе, если все его уровни отрегулированы.

Более старые модели (НВ-1) имеют два уровня:

• цилиндрический на подставке;
• контактный цилиндрический уровень со зрительной трубой, который виден в окуляре трубы.

Более поздние модели выпускались с самоустанавливающейся линией визирования. В них достаточно настроить только нижний цилиндрический уровень.

Установка нивелира в рабочее положение

Чтобы пользоваться нивелиром и снимать показания, необходимо установить его на штатив. Штатив представляет собой треногу с выдвигающимися телескопическими опорами. Благодаря этому длина опор изменяется и закрепляется фиксирующими винтами. Такая конструкция позволяет устанавливать штатив на резких уклонах, в неудобных местах, выдвигая каждую опору на нужную длину.

На концах опор имеются заострённые металлические наконечники с небольшими площадками (лапками) для нажатия на них ногой. Штатив слегка вдавливается заострёнными наконечниками в почву для создания устойчивого положения. В верхней части штатива расположена посадочная площадка с винтом для крепления прибора.

При установке штатива нужно размещать посадочную площадку горизонтально, чтобы легче было установить инструмент по уровню. Перед началом работы выбираем место установки прибора, с которого видны все точки нивелировки.

Нивелирная рейка для измерений

Вспомогательным инструментом для выполнения нивелирования служит нивелирная рейка. Существует несколько её видов. Рассмотрим, на мой взгляд, самую распространённую и удобную в работе, деревянную двухстороннюю складную рейку длиной 3 метра.

Двухсторонней она называется потому, что на одной её стороне чёрной краской изображены сантиметровые деления, напоминающие очертанием букву Е. Цифры на ней нанесены через 10сантиметров. На другой её стороне деления выполнены красной краской подобным образом.

Старые модели нивелиров дают перевернутое изображение, поэтому цифры на рейках к ним будут перевёрнутыми, что нужно иметь ввиду, чтобы правильно пользоваться нивелиром. В более современных моделях изображения получаются не перевёрнутыми, поэтому рейки к ним нужны прямого вида. Это следует учитывать, когда работаешь с нивелиром.

В строительстве в основном используется геометрическое нивелирование, суть которого заключается в измерении разности высот точек при помощи горизонтального луча зрения. При этом рейка должна устанавливаться на точку нивелирования строго вертикально, чтобы избежать погрешностей в измерениях.

В особо ответственных случаях — при монтаже технологического оборудования, на рейку закрепляют отвес или цилиндрический уровень. В измерениях участвуют два человека, один из которых снимает отсчёты через подзорную трубу нивелира, а второй перемещает рейку.

Примеры нивелирования

1.Определение разности отметок двух точек
Помощник ставит строго вертикально рейку на точку №1, а измеряющий наводит на неё трубу нивелира при помощи имеющегося на нём прицела. Поймав в окуляр объектива рейку, измеряющий регулирует резкость, фиксирует винтом подзорную трубу в неподвижное положение. Он считывает по визирной горизонтальной нити показание, которое записывает на бумаге.

Затем помощник переходит на точку №2, где повторяются аналогичные действия. После выполнения обоих измерений по разнице показаний отсчётов вычисляется разность отметок. Допустим, в первый раз отсчёт был 095, во второй 075. Разница отметок по высоте составляет 095-075=020 (двадцать сантиметров). Следует помнить, что чем больше отсчёт по рейке, тем ниже по уровню отметка точки и наоборот.

2.Вынос горизонтальной отметки нивелиром
Например, необходимо выровнять ленточный фундамент из блоков по горизонтали железобетонным поясом под перекрытие. Поверх блоков будет установлена опалубка для бетонирования монолитного пояса. Визуально находим самую высокую точку на арматурном каркасе пояса. Устанавливаем на неё рейку и снимаем отсчёт, исходя из описания, как пользоваться нивелиром. Допустим, он получился 122.

Учитывая толщину защитного слоя бетона над арматурой 20миллиметров, вычисляем необходимую горизонтальную отметку по всей длине пояса. Она будет равна 122-2=120. Затем, перемещая рейку вдоль опалубки, переносим на неё метки карандашом, мелом, краской либо забитыми горизонтально гвоздями, если опалубка деревянная. Метки выполняются на уровне низа рейки через небольшие расстояния(1-2 метра).

Таким образом, все метки будут находиться на одной высоте, соответствующей показанию 120. При укладке бетона в опалубку верх его должен совпадать с метками. По аналогии данный способ используется при выносе отметок под полы, другие горизонтально расположенные конструкции.

В обоих примерах измерения производились с одной стоянки нивелира на одном горизонте инструмента. Горизонтом нивелира называется высота линии визирования над принятой отсчётной поверхностью. Эта величина имеет очень важное значение при перестановке прибора в процессе измерений. На новой стоянке горизонт инструмента, как правило, изменяется. Поэтому разница между старым и новым горизонтом, взятым над одной и той же точкой, необходимо обязательно учитывать.

Хранение нивелира

Нивелир является сложным оптическим прибором, требует правильной эксплуатации и хранения, исходя из описания, как пользоваться нивелиром его нельзя ударять, ронять во избежание порчи. В моей практике известны случаи, когда после падения инструмента на бетонную поверхность он уже не подлежал ремонту. Хранить нивелир надо строго в специальной коробке, в которой он поступает с завода изготовителя.

После каждого применения нивелир следует снимать со штатива. Периодически, не реже одного раза в три года, его следует подвергать поверке. Линзы подзорной трубы рекомендовано протирать мягкой тканью. Поверка и юстировка инструмента должна осуществляться специалистом.

Для чего нужно нивелирование

В строительной практике нивелир является незаменимым прибором. Без него невозможно построить ни одно серьёзное сооружение. На практике используют главное свойство правильно установленного инструмента – его ось визирования всегда строго горизонтальна.

В проектной документации указываются отметки отдельных конструкций, конструктивных частей сооружений, например, полов, перекрытий, элементов шатровых крыш и прочего. Вынос этих отметок в натуру выполняется при помощи нивелира. Если необходимо определить отметки дна котлована или траншеи, то и здесь он незаменим.

Несмотря на то, что ось визирования всегда горизонтальна, при помощи этого прибора можно произвести разбивку наклонных линий. Достаточно вычислить разность отметок точек при заданном уклоне на определённой длине.

Без нивелирования нельзя выполнить работы по вертикальной планировке территории, устройству дорог, проездов, тротуаров и прочему. Так как они предусматривают решения по отводу дождевых и талых вод от зданий, с дворов, дорог.

И немного истории. С древних времен перед строителями стояла задача при возведении частей здания или сооружения придать им горизонтальное и вертикальное положение. Было замечено, что грузик на верёвке всегда принимает вертикальное положение, а поверхность воды горизонтальное. Это послужило поводом для создания устройств, позволяющих определять вертикаль и горизонталь.

Используя эти знания люди постепенно от примитивных приспособлений, пришли к созданию в 17 веке строительного уровня и зрительной трубы. На их основе в последующем был сконструирован нивелир, который предназначен для снятия высотных отметок при устройстве горизонтальных поверхностей. А как пользоваться нивелиром мы рассмотрели выше.