Как правильно пользоваться нивелиром?

Нивелир – это прибор, используемый для проведения геодезических измерений. Применяется при строительстве зданий, дорог, технических сооружений и других объектов. Основным его назначением является измерение перепада уровня высоты между областями/уровнями объекта строительства. Например, с его помощью измеряют разницу между высотой сторон фундаментов, армирующих поясов зданий и других элементов конструкций, обустройство которых требует повышенной точности. Перед использованием требуется подготовка прибора – приведение в рабочее положение его отдельных рабочих узлов.

Чтобы добиться наилучшего результата при проведении измерений с помощью нивелира, необходимо научиться пользоваться этим прибором. Работа с ним начинается с установки штатива. Основными критериями, определяющими нормы рабочего положения штатива, являются:

• вертикальный уровень;
• горизонтальный уровень;
• устойчивость.

Наличие вертикального уровня в положении штатива на местности позволяет снизить погрешность конечного результата измерений. Эта погрешность может выражаться в нарушении горизонтального уровня. Таким образом, вертикальный уровень штатива влияет на отображение горизонтального уровня в окуляре нивелира.

Горизонтальный уровень расположения штатива определяется по наклону верхней посадочной площадки. Наличие отклонения ее поверхности от линии горизонта на угол, значение которого превышает допустимое, может привести к изменению вертикального уровня, отображаемого в окуляре прибора.

Устойчивость положения штатива – фактор первостепенной важности. В зависимости от состояния поверхности, на которой располагается штатив, должны быть приняты меры по обеспечению его устойчивости. В рамках этих мер грунт или другая поверхность проверяется на предмет рыхлости, наличие ям, трещин или других недостатков. Необходимо проверить устойчивость каждой опоры штатива: ни одна из них не должна проваливаться в почву, съезжать в сторону или каким-либо другим образом менять свое положение.

Выполнить правильную установку штатива поможет знание его устройства. Он состоит из следующих элементов:

• посадочной площадки;
• регулировочных винтов;
• опорных ножек (3 шт.);
• зажимов;
• опорных наконечников.

Посадочная площадка – это плоскость, расположенная в верхней части штатива. Она снабжена пазами с соединениями резьбового типа, различными зажимами и винтами регулировки. Под ней действует поворотный механизм, который позволяет вращать нивелир без смещения уровня его положения. Эта площадка соединяет между собой опоры штатива.

Регулировочные винты работают в сочетании с площадкой и с другими частями штатива. С их помощью можно менять положение посадочной плоскости в пространстве. Они позволяют добиться правильного уровня её расположения – её параллельности горизонту. Некоторые из винтов регулировки служат для фиксации положения. Их используют после завершения регулировки площадки. Их наличие позволяет ограничить её самопроизвольное движение и исключить отклонение от горизонта.

Опорные ножки штатива – основные элементы его конструкции. Они закреплены в одной области – под посадочной площадкой, и расходятся в сторону лучами. Их вылет в стороны ограничен механизмом крепления и ремнями, соединяющими их средние части. Каждая из ножек является телескопической. Выдвижение и фиксация положения колен опор осуществляется благодаря зажимам.

Зажимы – простые механизмы, расположенные в точках сочленения колен ножек. Они работают по рычажному принципу, что позволяет одним движением ослабить зажим или зафиксировать его. Такое решение для данного узла конструкции штатива является оптимальным, так как винтовые зажимы, которые использовались в более ранних модификациях, требовали больше времени и усилий для использования.

Опорные наконечники штатива представляют собой заостренные металлические концы, оснащенные небольшим «эфесом», который препятствует глубокому проникновению наконечника в почву. Наличие этих наконечников с ограничителем повышает статичность конструкции. На гладкой поверхности заостренные концы не дают опорным ножкам скользить, что предотвращает смещение нивелира.

На мягкой и сыпучей поверхности наконечники погружаются в почву, но ограничитель препятствует этому погружению, контролируя его глубину. Это позволяет избежать случайных просадок одной или нескольких опор одновременно. Часто наконечники снабжены «лапками», которые служат для нажатия на них подошвой ноги. Таким образом, наконечники вдавливаются оператором прибора в почву на нужную глубину.

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.

Проведение манипуляций фокусировки обеспечивается наличием на приборе нескольких регулировочных элементов:

• кольца окуляра;
• фокусировочного винта;
• наводящего винта.

Кольцо окуляра служит для фокусировки взгляда на сетке нитей. Сетка нитей – это разметка, которую видит глаз через окуляр нивелира. Она состоит из вертикальной линии и нескольких горизонтальных. Измерения снимаются по самой длинной горизонтальной линии. Её пересечение с вертикальной полосой является отправной точкой для измерений, что дает возможность избежать выставления горизонта при проведении расчетов средней значимости.

Фокусировочный винт – регулятор фокуса, с помощью его настраивают фокус на самом объекте измерений. Любой нивелир используется вкупе с измерительной рейкой, что делает её этим объектом. После появления в трубке окуляра четкого отображения сетки нитей необходимо крутить фокусировочный винт до тех пор, пока изображение рейки, расположенное за сеткой нитей, станет четким. При вращении регулятора фокуса происходит перемещение линзы внутри трубы окуляра, что содействует приближению или удалению изображения. Производить коррекцию фокуса необходимо перед каждым снятием данных.

Наводящий винт вращает нивелир вокруг своей оси, позволяя перевести его объектив в нужное положение. В этом положении вертикальная линия разметки должны находиться по центру измерительной рейки.

Измерение через нивелир производится путем выбора точки отсчета и последующей коррекции значений положения других точек на основе данных об исходной точке. Пример: измерительная рейка устанавливается на самую высокую точку измеряемой плоскости. Затем производится наведение нивелира на шкалу рейки.

Для удобства снятия показаний рейка перемещается вверх или вниз так, чтобы перекрестие линий в объективе встало на целое число, указанное на шкале рейки. Данное значение фиксируется. После этого рейка переносится на другую точку измерения. В новом положении необходимо найти зафиксированное значение на шкале – оно должно также совпасть с перекрестием объектива. После совмещения этих показателей, нижний край рейки станет точкой, по которой будет выставляться отметка.

В большинстве случаев такие отметки проставляются на реперах – специальных конструкциях, между которыми протягиваются строительные шнуры (применяются, например, при заливке фундаментов или кладке кирпичных стен). В зависимости от показателей совмещения перекрестия нивелира и значения шкалы рейки может понадобиться перенести репер или сместить его по вертикальной оси. В конечном итоге все ключевые точки отмечаются по нижнему краю рейки и совпадают с первой точкой отсчета по показателям уровня.

Нивелир позволяет выставлять измерительные точки на один уровень на больших площадях, что невозможно сделать с применением каких-либо других измерительных приборов. Расстояние, которое может ограничивать действие прибора, определяется его техническими возможностями и характеристиками линзы. Кроме того, нарушить процесс измерения может неправильно подобранная высота установки штатива. Если имеет место превышение допустимой высоты положения, а измерения необходимо провести в низине, длина измерительной рейки может оказаться недостаточной. Это приведет к тому, что в объективе нивелира будет отсутствовать линейка – провести замеры будет невозможно.

При этом необходимо избегать распространенных ошибок, способных снизить эффективность прибора.

Самой распространенной ошибкой при использовании нивелира является его неправильная установка. Пренебрежение даже малыми отклонениями от уровня может привести к значительным погрешностям в дальнейшем производстве работ. Чем больше расстояние измерения, тем больше будет отклонение от точного значения.

Еще одна ошибка – неправильный выбор чисел на шкале рейки. Выбираются лишь целые числа, без долей. Такая ошибка усложняет последующее сравнение выбранного числа с последующими показаниями. Дробные значения сложнее сопоставить друг с другом.

Отсутствие постоянной дорегулировки может привести к постепенному нарастанию погрешности, которая будет незаметна на начальных этапах. В дальнейшем это отрицательно скажется на качестве проводимых работ, что в итоге может угрожать безопасности при эксплуатации объекта.

Далее смотрите видео с советами о том, как правильно работать с нивелиром.