Toegepaste geodesie. Nivellering is de basis van constructiewerk

Een moderne bouwplaats is te vergelijken met een grote fabriek, waarvan alle winkels gericht zijn op het produceren van verantwoorde producten. Teams en individuen voeren verschillende soorten processen uit die in de tijd zijn gespreid. Veel hangt af van de goed gecoördineerde werkzaamheden van aanverwante diensten, terwijl kwaliteitscontrole de hoeksteen wordt – er zullen tenslotte altijd mensen in het gebouw zijn. Complexe elektronische theodolieten en apparaten voor GPS-waarnemingen zijn niet voor iedereen beschikbaar om te werken, maar elke bouwer die geïnteresseerd is in de kwaliteit van het uitgevoerde werk, kan het niveau beheersen..

De plattegrond met hoogtelijnen is de basis voor de bouw. Met reliëfgegevens kunt u de optimale locatie voor de put selecteren en het punt van afvoer van oppervlaktewater berekenen.

De taak van nivellering is dus het bepalen van het hoogteverschil tussen punten op het aardoppervlak, de hoogte genoemd. Door de ontwerpverhoging van de vloer van de eerste verdieping van de constructie te kennen, is het mogelijk om de plaats van afvoer van regenwater te berekenen, of om een ​​aansluitpunt voor een zwaartekrachtriool te voorzien.

In het arsenaal van een specialist zijn er verschillende tools en apparaten waarmee lokale gegevens kunnen worden verkregen zonder een algemeen beeld te geven. Zo wordt het vochtgehalte van een bepaald materiaal bepaald met een hygrometer, maar hoe weet je de mate van “zwelling” van de gehele structuur? In dit geval komt een niveau ons te hulp, met behulp waarvan u de waarden van de hoogte van het object kunt krijgen en deze kunt vergelijken met de besturing.

Om dit te doen, worden aan de voorkant van het gebouw langs de omtrek speciale markeringen aangebracht, waartussen het overschot wordt bepaald. Als de markeringen zich binnen de tolerantie op dezelfde hoogte bevinden – alles is in orde, als het ene deel van het gebouw sneller zakt dan het andere – is het tijd om mensen te evacueren.

Nivellering methoden

Er zijn verschillende soorten overschrijdingsbepalingen, maar in de bouw worden voornamelijk de eerste drie methoden van de volgende gebruikt:

• geometrische nivellering – maakt gebruik van het principe van de horizontale lijn van de kijkstraal van de telescoop van het instrument, er wordt een niveau gebruikt;
• trigonometrische nivellering – het principe van de helling van de kijkstraal van de telescoop van het instrument wordt als basis genomen, theodoliet wordt gebruikt;
• hydrostatische nivellering – gebaseerd op nivellering van het vloeistofniveau in communicerende vaten (waterniveau);
• barometrische nivellering – afhankelijk van de hoogte van het punt, de indicator van veranderingen in de atmosferische druk (gebruikt in de bergen);
• automatische nivellering – speciale sensoren die op auto’s zijn geïnstalleerd, verzenden de hellende verplaatsingsvector naar de lezer (wegwerkzaamheden);
• stereofotogrammetrische nivellering – uitgevoerd op een complex hardwarecomplex. Twee ruimte- of luchtfoto’s, gemaakt met gedeeltelijke overlap, worden in een speciaal apparaat geladen. Als je ze door het optische systeem bekijkt, krijg je een “3D meeslepend effect”.

Zo ziet bijvoorbeeld een driedimensionaal model van een buurt eruit, gemaakt met behulp van een stereofotogrammetrisch complex. Vervolgens wordt het binden van starre terreincontouren in het coördinatensysteem uitgevoerd en krijgen we een digitaal model waarvoor u op elk punt in de afbeelding de hoogtewaarde kunt krijgen door interpolatie.

Gereedschappen en apparaten voor geometrische nivellering

Het belangrijkste hulpmiddel waarmee metingen worden uitgevoerd, is een waterpas. Het klassieke instrument is een optisch-mechanisch apparaat, met behulp waarvan de horizontale lijn van de kijkstraal in de ruimte wordt gewaarborgd. Het niveau is op een statief gemonteerd, op een staand punt geïnstalleerd en met speciale schroeven in een horizontale positie gebracht. De pijp van dergelijke apparaten kan zowel voorwaartse (moderne modellen) als omgekeerde afbeeldingen zijn. Eigenlijk zijn er geen speciale problemen bij het werken met een omgekeerd beeld – de meetlat wordt gewoon ondersteboven geïnstalleerd. Om de afbeelding te roteren, wordt een speciaal lenssysteem gebruikt, wat de kosten van het gereedschap beïnvloedt. Extra lenzen introduceren ook kleine vervormingen die duidelijk zichtbaar zijn onder refractieve omstandigheden tijdens hete seizoenen. Zo is de zichtbaarheid in een Sovjet omgekeerde theodoliet beter dan in een elektronisch total station met Carl Zeiss-optiek. Hoewel dit niet verrassend is – nu is het niet nodig om op grote afstanden te fotograferen, zijn methoden voor satellietgeodesie hiervoor geschikter en is het nog steeds handiger om met de ‘juiste’ foto te werken.

Structureel zijn de niveaus van de volgende typen:

• met een cilindrisch niveau nabij de telescoop
• met automatische compensator
• elektronisch

Volgens de nauwkeurigheidsklasse worden tools meestal onderverdeeld in de volgende groepen:

• hoge precisie (N-05, N-1, N-2)
• nauwkeurig (N-3, N-3K, N-3KL)
• technisch (H-10)

De letter “H” in de naam van het instrument geeft het niveau aan, en de cijfers – de gemiddelde kwadratische fout van metingen in millimeters per kilometer afstand. De rest van de letters geven de ontwerpkenmerken van het instrument aan (ledemaat en compensator).

Compensatoren kunnen fouten bij de installatie van de tool verwijderen, waardoor de nauwkeurigheid van het uitgevoerde werk toeneemt. In aanwezigheid van een handmatige compensator wordt het gereedschap handmatig in het horizontale vlak gebracht, maar het zelfnivellerende niveau kan automatisch de juiste positie innemen.

Nivelleringsprincipe

De uitvoerder leest de notenbalk (of de staven – voor- en achterkant), die op de punt is geïnstalleerd, en berekent de resulterende overwaarde. De methode wanneer het instrument tussen de gemeten punten wordt geïnstalleerd, wordt genoemd “Nivellering vanuit het midden”, en meestal gebruikt in de bouw.

Het principe van nivellering door de “vanuit het midden” -methode

Zoals u in de afbeelding kunt zien, is het overschot tussen de punten A en B gelijk aan het verschil in de aflezingen op de staven, en het kan zowel positief als negatief zijn. Het overschot zelf zal niet veel helpen bij de productie van werk, er zouden veel van dergelijke waarden moeten zijn, omdat hun combinatie ons een idee geeft van het terrein. Daarom worden, net als in het geval van de theodoliettraverse, metingen uitgevoerd vanaf punten met bekende hoogten, zogenaamde ‘benchmarks’..

Het nivelleringsnetwerk is afkomstig van de nul van de voetmaat van Kronstadt, die, zoals we ons herinneren uit de vorige artikelen van onze cyclus, zich aan de oevers van de Oostzee bevindt. Daarom werd het systeem van hoogtes gebruikt voor de productie van topografische plattegronden en kreeg het de naam “Baltic”. In ons geval zal de absolute hoogte van punt B zijn h = A + a – b, Waar EN – puntmarkering ten opzichte van het statussysteem van hoogten, en en b – rekenen op rekken.

Een andere methode om waterpas te stellen is het gebruik van een gereedschap in plaats van een notenbalk. Het kreeg de naam “Vooruit nivelleren”.

Het principe van nivellering door de “voorwaartse” methode

In dit geval wordt het instrument ingesteld op een punt met een bekende hoogte. De formule voor het berekenen van de hoogte van punt B heeft de volgende vorm:

h = EEN + ik – b, Waar ik – instrument hoogte, gemeten met een meetlint.

Deze methode is niet altijd handig bij het uitvoeren van werkzaamheden, omdat het moeilijk is om het gereedschap op een verticaal muuroppervlak te installeren en het veel gemakkelijker is om op afstand te werken zonder het object te naderen..

Relatief gezien kan de waterrand van elk waterlichaam dat in verbinding staat met de oceanen van de wereld als referentiepunt worden genomen. In dit geval kunnen we echter spreken van een voorwaardelijk hoogtesysteem, omdat de nauwkeurigheid van het bepalen van de hoogte in dit geval onvoldoende zal zijn voor het uitvoeren van werkzaamheden, hoewel deze methode kan worden gebruikt op lokale locaties waar het niet nodig is om hoogtes te koppelen aan lokale systemen..

Beginsel trigonometrische nivelleringimpliceert het gebruik van een theodoliet of total station. In dit geval wordt de hoek gemeten vanaf het horizontale vlak tot de bovenkant van de baak of ontoegankelijk object. Het was door de trigonometrische methode dat we de hoogte van de voedingskabelsteun hebben bepaald in het vorige artikel van onze cyclus. Deze methode is minder nauwkeurig dan geometrische nivellering, maar maakt metingen mogelijk over grote afstanden en onder aanzienlijke hellingshoeken van het terrein..

Het principe van trigonometrische nivellering

In dit geval zal de werkformule voor het bepalen van de hoogte de volgende vorm aannemen:

h = s * tg? + ik – b of h = S * sin? + ik – b, Waar ? – de hellingshoek van de balk, s – horizontale afstand van de lijn, S – haarlijnlengte, ik Is de gereedschapshoogte, en b – waarnemingshoogte.

Hydrostatische niveauspretentieloos, gemakkelijk te gebruiken en snelle bepaling van het eigen risico. Dit type nivellering is zeer geschikt voor het automatiseren van metingen..

Toepassingsgebied van hydrostatische niveaus:

• installatie van grote apparatuur;
• nivellering van funderingen;
• afwerking en bouwkundige werkzaamheden;
• aanleg van loodgietersapparatuur en pijpleidingen;
• bepaling van de horizontale geleiders;
• het bewaken van vervormingen en verzakkingen van gebouwen en constructies;
• hoogteoverdracht door waterhindernissen, etc..

Het werkingsprincipe van een dergelijk apparaat wordt getoond in de figuur.

Principe van hydrostatische nivellering

Zoals u weet, wordt in communicerende vaten het vloeistofniveau geëgaliseerd. De gewenste overmaat h is te vinden door het verschil tussen de aflezingen a en b, die op een in de vaten ingebouwde speciale schaal worden genomen. Deze methode stelt u in staat om in kleine ruimtes te werken, vereist geen speciale vaardigheden, maar biedt niet altijd de vereiste nauwkeurigheid (meetfout is in dit geval ± 10 mm) en zorgt voor ongemak bij het verplaatsen van de aansluitslangen.

Laser waterpassen

Met het elektronische type waterpassen kunt u meerdere vlakken tegelijk visualiseren door een laserstraal op objecten en structuren te projecteren. De roterende schoep draait bijvoorbeeld met 400-550 tpm of meer. Met dit apparaat kunt u zowel binnen als buiten markeringen aanbrengen, bij daglicht of in de schemering. Deze niveaus zijn onmisbaar bij het behangen, betegelen of plaatsen van constructies met minimale toleranties. Met het laserniveau kunt u punthoogtes meten, waterpas stellen of hellingen markeren. Bij het gebruik van een lasergereedschap vergeet u voor altijd touwloodlijnen en metalen vierkanten, die vooral onhandig zijn op afstanden van tientallen of zelfs honderden meters. Markering is nu onder elke hoek mogelijk, zelfs op de meest ontoegankelijke plaatsen.

Laserinstrumenten zijn veilig, aangezien ze qua stralingsvermogen tot de tweede klasse van instrumenten behoren. De straal van het laserniveau kan alleen schadelijk zijn in het geval van langdurige projectie op het menselijk oog. De meeste gereedschappen die voor de bouw worden geproduceerd, zijn beschermd tegen schokken en het binnendringen van vocht, aangezien dit de prestaties van het gereedschap kan beïnvloeden. Onder ongunstige omstandigheden is het de moeite waard om een ​​speciale bril te kopen die de zichtbaarheid van de straal verbetert..

Zoals bij elk ander bouwgereedschap, moet de voorkeur worden gegeven aan modellen van bekende merken. Niveaus en laserniveaus moeten jaarlijks worden geverifieerd. Als je met een onnauwkeurig stuk gereedschap werkt en de rest van de centimeter in de verhoging van de eerste verdieping rijdt, heb je misschien geen vloerplaat op de bovenste verdieping. Bestudeer dus de artikelen van onze serie, gebruik moderne apparatuur en verbeter uw vaardigheden. De geconstrueerde structuur is het resultaat van het nauwgezette werk van veel specialisten, die echt niet zouden willen dat hun werk wordt afgebroken vanwege de onzorgvuldigheid van landmeters.