Как пользоваться нивелиром и рейкой выставить ноль

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).

Рисунок 1 — Устройство нивелира

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. Нужная опалубка продается в магазине https://www.opalubka.trade/. 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.

Выношу отметки парапета

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.

Как пользоваться нивелиром с гарантией точности измерений?

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

Методы нивелирования на местности

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

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

Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:

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

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

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

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

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

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

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

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

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

Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих

Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:

Как пользоваться нивелиром — пошаговая схема

Шаг 1: Установка штатива

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

Инструкция: как пользоваться оптическим нивелиром

Как пользоваться оптическим нивелиром и насколько отличается он от нивелира лазерного? Оба инструмента хотя и называются одинаково, но имеют различное устройство и назначение.

Оптический нивелир нашел свое применение в строительстве.

Лазерный нивелир чаще всего применяют при осуществлении ремонта в помещении, стихия оптического нивелира – строительная площадка любой площади и протяженности.

Область применения и устройство прибора

Используя последний, можно определять высотные отметки точек на плоскости относительно какого-нибудь базового уровня. В ходе строительства необходимость в таких операциях возникает постоянно. После разметки осей будущего объекта площадку необходимо спланировать, то есть сделать ее ровной. Где нужно убрать грунт, а где досыпать – подскажут нивелировщики. Определение глубины траншеи под фундамент – опять же нужен нивелир. Не обойтись без этого инструмента и при устройстве стяжки или бетонных полов, особенно если они имеют большую площадь. Проведенные с помощью нивелира измерения помогут сделать основание идеально ровным и избежать перерасхода бетонного или цементного раствора.

Схема элементов оптического нивелира..

Оптический нивелир представляет собой зрительную трубу, установленную на подставке – трегере. Последняя снабжена тремя подъемными винтами, которые позволяют менять наклон трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, добиваясь строго горизонтального положения. При этом нивелировщик ориентируется на показания пузырькового уровня, который также вмонтирован в подставку. Для установки нивелира понадобится штатив. Лучше всего использовать алюминиевый, который одновременно является прочным и легким.

Неизменным спутником оптического нивелира является измерительная рейка. Перед проведением работ необходимо обзавестись помощником, который будет удерживать ее, пока вы будете выполнять измерения. Шкала наносится на рейку с двух сторон: с одной – в сантиметрах, с другой – в миллиметрах.

Как работать с нивелиром

До того как приступить к съемке, необходимо решить, в каких точках будут определяться высотные отметки. Если работа заключается в выравнивании поверхности, на ней нужно разметить сетку с размерами ячейки, к примеру, 6х6 м. Съемка будет проводиться в точках, которые являются узлами этой сетки. Если планируемая площадка небольшая или объем земляных работ необходимо рассчитать с большей точностью, сетку можно сделать более плотной, уменьшив размер ячеек до 3х3 м.

Теперь можно приступать к установке инструмента. Наилучшая позиция для нивелира – центр площадки, на которой предполагается проводить работу.

Схема измерений при помощи оптического нивелира.

1. В первую очередь необходимо поставить штатив. Его ножки имеют выдвижные секции, что позволяет расположить головку штатива на удобной для нивелировщика высоте.
2. Выдвинув секции на необходимую длину, их фиксируют посредством зажимов. Если прибор устанавливается на участке с мягким грунтом, ножки штатива следует несколько утопить в него. Это поможет зафиксировать положение инструмента более надежно.
3. Когда штатив выставлен, его головку приводят в горизонтальное положение. После установки на штатив нивелир фиксируют закрепительным винтом.
4. Далее необходимо привести инструмент в рабочее положение – выполнить горизонтирование. Для этого нивелир поворачивают так, чтобы пузырьковый уровень оказался между двумя подъемными винтами, расположенными на трегере. После этого их начинают вращать в противоположных направлениях до тех пор, пока пузырек не займет положение посредине между винтами. Теперь остается вращением третьего винта выставить прибор так, чтобы пузырек оказался в нуль-пункте.
5. Следующий этап – настройка фокуса зрительной трубы. Пользуясь визиром, нивелировщик наводит инструмент на рейку. Затем он добивается резкого отображения нитей сетки, вращая окулярное кольцо. Таким же резким должно стать изображение рейки в окуляре, этого достигают вращением фокусировочного винта. Окончательное «прицеливание» на рейку осуществляют путем вращения наводящего винта.

Если нивелир требуется установить строго над определенной точкой, то после всех настроек его центрируют. Для этого к закрепительному винту подвешивают отвес, после чего нивелир начинают двигать по головке штатива до тех пор, пока отвес не окажется четко над заданной точкой. Когда центрирование завершено, нивелир снова фиксируют закрепительным винтом.

Использование нивелира при устройстве основания

Схема выравнивания основания при помощи оптического нивелира.

Пример: необходимо подготовить и выровнять основание на горизонтальном участке площадью около 500 кв. м. При нанесении разметки в виде сетки были выбраны такие размеры ячеек, при которых количество узлов составило 20 штук. Для каждой точки с помощью нивелира и рейки была определена высотная отметка относительно горизонта инструмента (нивелира). Минимальное значение высоты составило 1,55 м, максимальное – 1,7 м. Уровень чистого пола оказался на отметке 1,25 м.

В первую очередь определяем среднюю высотную отметку на площадке. Для этого все полученные значения (кроме отметки чистого пола) необходимо суммировать и разделить на 20. Предположим, средняя величина составила 1,7 м.

Исходя из полученных данных, определяем необходимую толщину слоя засыпки: она составит 1,7 – 1,25 = 0,45 м.

Использование нивелира при устройстве фундамента

Использование нивелира при устройстве фундамента.

Если в проекте указана геодезическая отметка подошвы фундамента, то определить фактическую глубину его заложения относительно поверхности грунта (то есть глубину траншеи или фундамента) можно также с помощью нивелира.

После установки и настройки инструмента следует определить геодезическую высоту его горизонта. Ориентиром в этом случае выступает какая-нибудь геодезическая отметка, находящаяся в радиусе зрительной доступности. Такая отметка еще называется репером, часто ее наносят на такие конструкции зданий и сооружений, как колонны и фундаменты. Допустим, имеющаяся отметка отображала уровень высотой 95,5 м.

Судя по показаниям рейки, установленной строго на репере, он находится ниже горизонта нивелира на 0,8 м. Следовательно, горизонт инструмента находится на высоте 95,5 + 0,8 = 96,3 м. При этом известно, что проектная отметка низа фундамента составляет 93,9 м.

Таким образом, разница по высоте между горизонтальной плоскостью, на которую настроен нивелир, и подошвой фундамента составит 96,3 – 93,9 = 2,4 м.

Дальнейшие измерения показали, что высотная отметка поверхности грунта относительно оси нивелира в месте заложения фундамента составляет 1,1 м. Следовательно, глубина траншеи под фундамент будет равна 2,4 – 1,1 = 1,3 м.

На что нужно обратить внимание при освоении оптического нивелира

Самая распространенная ошибка начинающих нивелировщиков состоит в следующем: они полагают, что точки с большей высотной отметкой находятся выше точек с меньшей высотной отметкой.

На самом же деле все обстоит наоборот: если рейка «показывает» большое значение, значит, она находится в яме, если малое – на возвышении.

К примеру, если при съемке высотная отметка одной точки оказалась равной 1,4 м, а другой – 1,2 м, то вторая точка выше первой на 0,2 м, а не наоборот. В данном случае срабатывает стереотип: нам кажется, что чем больше высотная отметка, тем на большей высоте расположен объект. Для того чтобы избежать ошибок, приучите себя хотя бы на первых порах все результаты измерений пересчитывать и проверять по несколько раз.