Как работать с нивелиром оптического и лазерного типа

Нивелир
Нивелир — достаточно распространенный инструмент. Его еще называют «уровнем». Он выполняет ряд важных задач. Его применяют во многих сферах.

Нивелиром пользуются топографы, проектировщики, строители и геодезисты. Также активно его применяют профессиональные и домашние мастера при проведении ремонтных работ. В конструкционном плане «уровень» очень простой. Представляет собой прибор для измерения разности высот.

Не все знают, как правильно работать с нивелиром. Некоторые домашние мастера решают определять разность высот на глаз. Но это неточно и может привести к серьезным проблемам в процессе строительства или ремонта. Профессиональные мастера часто используют лазерные типы. Они более современные и имеют высокую точность. Но стоят дороже оптических аналогов. Важно уметь пользоваться разными инструментами, понимать их принцип действия и особенности.

Итак, предположим, что мы имеем:

1. Вы, с телефоном, калькулятором или на худой конец с блокнотом и карандашом.
2. Оптический нивелир (желательно с компенсатором, что очень облегчит процесс работ).
3. Штатив.
4. Одна или две нивелирные рейки (рисунок на них может быть как шашечный (чёрно-красные полосы), так и в виде линейки, при небольшой удалённости до точек стояния нам это не критично).
5. Помощник, понимающий ваши команды (для сохранения голосовых связок можно будет воспользоваться рациями).

Что нам требуется:

В общем смысле, любые действия с нивелиром – это перенос высотных отметок. Используя точку с известной высотой, мы определяем горизонт инструмента (ГИ) – высоту визирного луча прибора (горизонтальной линии, вдоль которой идёт наш взгляд, когда мы смотрим в прибор) над условным «нулём».

ГИ = известная вам заранее отметка земли в определённой точке (репер, отметка чистого пола и т. п.) + отсчёт по нивелирной рейке (если что, и чёрные штрихи, и красные штрихи, и промежутки между ними на нивелирной рейке имеют одинаковую высоту в 1 см)

Если мы хотим определить отметку в любой другой точке с неизвестной нам высотой, мы ставим на неё рейку (конечно, соблюдая вертикальное её положение), и из значения горизонта инструмента вычитаем отсчёт по рейке. Вуаля! Высотная отметка теперь нам известна.

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.

Разберём пример выноса высоты на одной из точек.

Вы, стоя за прибором, визируетесь на рейку, стоящую на репере с известной высотной отметкой. Предположим, +148.900. Отсчёт по рейке на этой точке составил 1.100, соответственно, складывая, получаем +150.000 – наш Горизонт Инструмента (не стоит забывать, что прибор должен быть должным образом изначально отгоризонтирован и неподвижен в процессе работ). Предположим, мы хотим вынести высотную отметку H=149.600. Путём нехитрых вычислений, находим отсчёт, который должен быть на рейке: 150.000–149.600 = 0.400. Сообщаем помощнику об этой информации и он двигает рейку вертикально, до тех пор, пока отсчёт 0.400 не будет в перекрестье сетки нитей нивелира. Уверенным криком останавливаем помощника, и наблюдаем, как он закрепляет высоту точки. В случае работы на земле, в поле, на дачном участке в качестве маячка/репера удобнее всего использовать нарезанную арматуру небольшого сечения. На ней, например, разноцветным скотчем, будет обозначена наша высотная отметка. Нелишним будет также обозначить нашу закреплённую точку, намотав не неё сигнальную ленту, или соорудив подобие пирамиды из подручных материалов.

Вот такими не хитрыми операциями мы и освоили нивелир!:)

Как работать с лазерным нивелиром

Проводить замеры нивелиром лазерного типа несложно. Но перед его применением необходимо изучить инструкцию. Она прилагается к каждому прибору производителем.

Как измерить расстояние

Расстояние
Большинство моделей нивелиров этого типа оснащается дальномерами. Это позволяет выстраивать плоскость и рассчитывать расстояние автоматически. Если дальномера нет, придется использовать рулетку.

Применение при обустройстве пола

Лазерный нивелир применяют при обустройстве лаг для пола. Достаточно запустить прибор. По периметру появится нулевой уровень.

Применение при работе со стенами

Лазерный уровень можно применять при контроле процесса укладки кирпичной стены, установки полки, осветительного прибора. Также его используют для выравнивания перил у лестниц. Перечень работ, при проведении которых будет полезен нивелир, широкий. Прибор позволяет точно определять положение предмета касательно плоскости.

Погрешность нивелиров лазерного типа

Лазерный инструмент высокоточный. Но лучше проверять его точность перед применением. Для этого существуют разные методы. Проще всего это сделать в маленькой комнате, которую можно измерить самостоятельно вручную. Это позволит соотнести оба результата и уточнить расчеты.

Проверка на погрешность

Лазерный уровень устанавливают по центру двух стен и включают. На стене отмечают точку расположения лазерного креста. Далее прибор поворачивают на 180 градусов. Делают пометку на стене. Потом нужно перенести нивелир к любой из стен и установить на дистанции 70 см. Сделать такие же отметки. Измерить расстояние между нанесенными точками. Вычесть одно расстояние из другого. Полученный результат сравнить с указанной точностью. Если данные не превышают точность, указанную в руководстве, значит лазерный прибор работает правильно.

Видеоинструкция по работе с лазерным нивелиром

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.

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.

Выборустройства

Прежде чем покупать уровень, подумайте, насколько часто вы будете его использовать. При домашней эксплуатации, к примеру, для того, чтобы повесить картину, не нужны самовыравнивающиеся профессиональные модели с множеством функций. Советуем при покупке аппарата ориентироваться на несколько пунктов:

• Погрешности измерения.
• Расстояние, на которое может дотянуться луч.
• Время работы.
• Имеется ли возможность самовыравнивания.
• При каких температурах устройство нормально функционирует.
• Комплектация.
• Качество материала, из которого изготовлен нивелир.

Разновидности нивелиров

В настоящее время в продаже можно найти различные типы нивелиров, которые различаются своими характеристиками. В зависимости от точности таких приборов их принято разделять на три категории:

1. Технические, погрешность которых может достигать 10 миллиметров.
2. Точные — с погрешностью не более 2 миллиметров.
3. Высокоточные — с допустимой погрешностью 0,5 миллиметров.

До недавнего прошлого востребованы были оптические нивелиры, однако сегодня наибольшей популярностью пользуются измерительные приборы, которые построены на электронной и лазерной технологии.

Лазерные нивелиры отличаются компактными размерами, а для использования такого прибора не требуются какие-либо профессиональные навыки. Сегодня наибольшую популярность подобные приспособления получили в строительстве, где с их помощью можно вычислять горизонтальность даже небольших по своему размеру поверхностей. Лазерные модели способны рисовать светящуюся четкую линию, наличие которой позволяет наглядным образом установить имеющиеся отклонения от горизонтали, что значительно упрощает выполнение необходимых расчетов.

Оптические приборы используют специальную конструкцию из многочисленных линз, что и позволяет строить максимально точное изображение, получая данные по горизонтальности поверхности. Такой измерительный прибор отличается простотой конструкции и легкостью в использовании. Он состоит из следующих элементов:

1. Зрительной трубы.
2. Подставки.
3. Круглого уровня.
4. Штатива или треноги.

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.

нивелир оптический bosch gol20, gol26,gol32

Рабочий диапазон оптического нивелира Bosch GOL находится в пределах 100 м. Прибор широко используется настоящими профессионалами при проверке высот, создании уклонов, строительстве инженерных сооружений. Зрительная труба, входящая в состав модели, гарантирует 20-кратное увеличение изображения. Корпус устройства выполнен из специального дюралевого сплава, который защищает от ударных повреждений и предотвращает возникновение коррозии. Оптический нивелир Bosch GOL относится к классу высокоточного инструмента, так как абсолютная погрешность в измерениях минимальна и составляет ±1,6 мм на 1 км. Таких выдающихся результатов удалось добиться благодаря внедрению современных знаний из области геодезического приборостроения. Наименьшее фокусное расстояние не превышает 0,3 м. Модель оснащена горизонтальный кругом с четкой градуировкой и пентапризмой для контроля за круглым уровнем. Объектив диаметром 36 мм защищен резиновой крышкой от негативного воздействия солнечных лучей и дождя. Стоит также отметить, что по обеим сторонам прибора расположены бесконечные наводящиеся винты.

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.

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.

Совет

. Если какое либо высотное значение нужно сохранить на длительное время, его стоит надежно зафиксировать, вбив гвоздь или нанеся отметку водостойкой краской. Для этого рисуют две горизонтальные черты, с небольшим (пара миллиметров) промежутком между ними. Именно этот промежуток должен соответствовать отметке высоты.

Настройка

Чтобы выровнять нивелир, необходимо его развернуть таким образом, чтобы один подъёмный винт находился на передней части прибора, а два других – слева и справа. Пузырёк воздуха должен находиться на центральной оси метки уровня. Для этого боковые винты вращают в противоположных направлениях. Чтобы переместить пузырёк воздуха в вертикальном уровне прибора, винт на передней части необходимо также вращать. При настройке последующего пузырькового уровня следует контролировать предыдущий.

Фото: использование оптического нивелира

Когда пузырёк воздуха установлен в «нуль пункт», нивелир следует повернуть на 180° и убедиться, что пузырёк остался на прежнем месте. Если он сместился, его следует снова отрегулировать двумя винтами и шестигранным ключом по инструкции.

Виды нивелиров, и где они используются

Варианты использования нивелира:

Некоторые несведущие в строительстве читатели могут задать вопрос, чем отличается нивелир от лазерного уровня. Нивелиры − более универсальные инструменты, которые могут не просто проецировать точку, но и делать круговое нивелирование под углом к заданной плоскости. Однако в некоторых лазерных моделях при наклоне он начинает неприятно пищать, ругаясь, что нарушена плоскость, однако, это не мешает нивелиру достойно выполнять свою работу. Такие самовыравнивающиеся лазерные нивелиры станут лучшим выбором для человека, который занимается укладкой плит и наклонных конструкций. На сегодняшний день можно выделить два типа данных устройств: оптический и лазерный. Рассмотрим, как пользоваться нивелиром каждого вида.

Учимся пользоваться нивелиром для выравнивания поверхностей

Начинаем подготовку

Приступаем к работе: как пользоваться лазерным нивелиром в различных целях

Выбираем хорошее устройство

Соблюдаем безопасность и обеспечиваем уход

Строительство или ремонт можно существенно упростить, если знать, как пользоваться лазерным нивелиром — видео урок в нашей статье и подробное описание процесса помогут. Сразу скажем, что этот аппарат поможет вам достичь максимальной точности при измерениях как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

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

Нивелир Бош GLL 3-80 Professional и другие популярные модели

Сегодня существует множество приспособлений, которые предназначаются для снятия замеров на местности или же внутри помещения. Некоторые из них являются более эффективными, что достигается за счет качества составляющих. Рассмотрим, какие приборы такого типа стоит приобретать.

Наиболее функциональным устройством считается лазерный нивелир GLL 3-80 Professional, выпускаемый именитой немецкой компанией Bosch. Подобное приспособление применяется внутри помещения. Погрешность устройства крайне мала. Отклонения практически не наблюдаются даже на дистанции до 10 м. Стоит сказать, что существуют специальные приемники, с помощью которых можно увеличить радиус действия инструмента до 60 м.

Лазерный нивелир GLL 3-80 Professional является наиболее функциональным устройством

Питание прибора осуществляется от батареек. Если использовать устройство без перерывов, то заряда хватит всего на 4 часа. Поэтому стоит заранее предусмотреть дополнительные комплекты элементов питания. Такой инструмент оснащается держателем, благодаря которому производится настройка его расположения.

Нивелир GLL 3-80 Professional можно применять в хозяйственных и профессиональных целях. На корпусе инструмента есть специальные держатели магнитного типа. Кроме всего прочего, прибор имеет функцию автоматической настройки, что позволяет проводить его выравнивание.

Среди оптических уровней стоит выделить нивелир H-05, который относится к категории высокоточных. Этот прибор является профессиональным, он предназначается для расчета разности точек при выполнении разнообразных инженерно-геодезических работ. При использовании такого устройства стоит понимать, что оно требует определенных знаний и навыков от оператора. Для работы прибора необходима специальная рейка, оснащенная полусантиметровой шкалой.

Следует выделить несколько фирм, которые производят надежное и долговечное оборудование. Например, на современном рынке часто встречаются различные модели уровней, изготовленные компанией DeWALT. Качественные приспособления реализует и фирма Stabila.

Отличное качество имеют приборы изготавливаемые компанией DeWALT

Виды нивелиров, их предназначение

Нивелиры подразделяются на подгруппы по двум показателям: точность замеров и принцип функционирования. По первому параметру выделяются следующие разновидности:

• высокоточные. Ошибка в замерах составляет 0,2-0,5 мм на 1 км. дв. хода;
• точные. Ошибка в замерах 0,5-2,0 мм на 1 км. дв. хода;
• технические. Ошибка в замерах 2-10 мм на 1 км. дв. хода;

Чтобы разметить местность, определить перепады рельефа и сделать привязку к конкретным точкам, подходят самые простые изделия с невысокой точностью ФОТО: stroibloger.com
Во время проведения работ на каждом их этапе важно точно записывать данные прибора, чтобы исключить возможные ошибки. По принципу функционирования изделия разделяют на:

• геометрические. Происходит излучение визирующего луча, нивелир приводится в горизонтальную позицию, что даст возможность замерять разницу в расположении точек. Точки нужно отметить на территории посредством спецреек. Подобное нивелирование бывает простое либо сложное (проводится из 1 либо более точек, которые последовательно меняются);
• тригонометрические. Приспособления, которые называют теодолитами незаменимы при измерении допустимых уровней наклона. Между устройством и контрольной точкой измеряют дистанцию и наклон, а потом по формуле рассчитывают искомую величину;
• гидростатические. Устройства, которые состоят из двух сообщающихся сосудов. В них по уровню жидкости определяется разница высот в различных отметках. Подобные сосуды, которые соединяются между собой с помощью шланга либо рукава, устанавливаются в контрольных отметках. Методика достаточно точна, однако ограничивается по дистанции протяженностью рукава либо шланга;
• оптико-механические. Устройства, которые дают возможность определить параметры точек посредством светового луча и спецреек. Приспособления оснащаются оптической трубой, чтобы делать визуальные наблюдения. Чтобы делать измерения таким устройством, требуются спецнавыки и умения;
• лазерные. Точные приспособления, которые проецируют узконаправленный луч с помощью лазера на различные поверхности. Подобные изделия отличаются простотой в применении и дают возможность работать как с точками, так и с плоскостями;
• цифровые. Лазерные либо оптические изделия, отображающие полученные данные в цифровом виде, будут запоминать их, а в некоторых случаях отчасти анализировать. Приспособления высокоточны и дают возможность не прибегать к помощи ассистента. Однако, они дорогие и восприимчивы к механическому повреждению.

ФОТО:
Нивелиры можно использовать для разных задач, где необходимо идеально ровно соотнести положение двух точек относительно друг друга горизонтально, либо вертикально. К примеру, уровня наклона здания относительно его фундамента.

Как использовать оптический нивелир при строительстве фундамента

Чтобы знать, как эксплуатировать нивелир, следует придерживаться определенной последовательности действий. Алгоритм работ:

1. Устанавливается изделие таким образом, чтобы отчётливо рассмотреть все углы основания в достаточно узком поле зрения (90° либо менее). Это даст возможность предотвратить ошибки в измерениях.
2. С ассистентом, который удерживает рейку, «простреливаются» наружные углы и записывается их высота.
3. Из высоты наивысшего угла вычитается высота других и записывается разница − это станет толщиной насыпного слоя.
4. С помощью строительных материалов доводятся ло одинакового уровня все точки фундамента.
5. Натягивается шнур по горизонтали, кладутся прокладки из стали между лежнем и основанием.
6. Для грубой подгонки лежня к шнурку в требуемом месте кладутся подкладки.

Это основные рекомендации во время функционирования с устройством на различных стадиях возведения здания.