Типы нивелиров. Лазерные и цифровые нивелиры

Электронный нивелир или цифровой нивелир – это оптическая часть, которая в большей части унаследована от оптических нивелиров, и электронный модуль, который позволяет производить считывание показаний через оптическую систему со специальных инварных реек с BAR-кодом (или штрихкодом). Эта группа нивелиров оснащена встроенными вычислительными функциями (измерение по определенной методике), которые позволяют обрабатывать и редактировать результаты измерений, выдавая результаты на дисплей, хранить данные в памяти или передавать на ПК, используя интерфейс RS232 или FLASH карты памяти. Функция измерения расстояний позволяет соблюдать равенство плеч в нивелирных ходах используя измерение и контроль расстояний до передней и задней реек. Цифровая клавиатура и электронная часть позволяют вносить номера или названия нивелируемых точек, отметки нивелирных реперов и т.д.Основное преимущество электронного нивелира – функциональность, автоматическое измерение, которые позволяют снизить «человеческий фактор» при измерении (штрихкод на рейке уникален и не повторяется от пятки до верхней части рейки, при достаточной освещенности измерение расстояния может быть измерено с точностью до 0,5м).

А из недостатков – очень высокая цена и ограниченная возможностями электроники дальность работ. Отлично подходит для дорожных работ, особенно на больших расстояниях. Цифровые нивелиры отлично подходят при нивелировании для определения уклонов и профилирования, съемки зон проседания, наблюдения за деформациями сооружений, проложение нивелирных ходов вдоль Ж/Д путей, нивелирование проезжей части дорожного полотна, русловые съемки и т.д. В настоящее время в России широко представлены цифровые нивелиры Trimble, Leica, Topcon, Sokkia, но все чаще стала появляться и продукция Китайских производителей BOIF, KOLIDA и др.

Рост конкуренции среди производителей приборов и исполнителей работ, рост требований к функциональности, развитие технологий обусловили приход на рынок нового типа нивелиров, принципиально по методике применения отличающихся от своих предшественников. Лазерный нивелир оборудован самовыравнивающимся компенсатором, но не имеет традиционной оптической части и принципиально отличается от своих собратьев. Если цифровой нивелир или оптический нивелир принципом своего устройства предусматривает такой процесс, как «смотреть через окуляр на рейку в узко ограниченном направлении», то лазерный предлагает другой вариант «смотреть показания прямо на рейке вокруг прибора». Внутри лазерного нивелира на компенсаторе закреплены лазерные излучатели, которые выдают лазерный луч. Этот луч строит точку на поверхности напротив нивелира или строит линию, если на излучателе стоит специальная преломляющая призма. Луч или точка строит между нивелиром и рейкой (кстати, рейка теперь не всегда нужна) горизонтальную (а в некоторых моделях и вертикальную) плоскость. Есть лазерные нивелиры с ручной установкой компенсатора по пузырьковым уровням (как у оптического нивелира), но наиболее популярным является автоматический компенсатор одной из двух разновидностей:

магнитный (колебания гасятся магнитным полем магнитов, закрепленных на компенсаторе) электронный (компенсатор жестко выравнивается сервоприводами по сигналам с датчиков-уклономеров (инклинометров), а в случае отклонения в ходе работы происходит сигнализация и подстройка). Основные преимущества лазерных нивелиров – наглядность, возможность работать с базовой плоскостью сразу в нескольких точках, возможность строить вертикальные и горизонтальные плоскости одновременно и в разных направлениях. А из недостатков – у доступных или сравнимых по цене с оптическими нивелирами моделей точность, как правило, ниже, но находится в допуске для ведения нивелировочных работ третьего класса точности, дальность работы ограничена мощностью излучателей. Отлично подходит для внутренних работ по разметки полов, стен, потолков, особенно в больших торговых и складских помещениях, для наружных земляных и планировочных работ, обустройства дорог и фундаментов зданий в диаметре 600 (например) метров. И для систем контроля строительной техникой – такую функцию нет возможно реализовать при помощи оптического или цифрового нивелира. Лазерные нивелиры можно разделить на две основные группы:

ротационные нивелиры – лазерный излучатель строит точку, а ротационная голова нивелира строит лазерную плоскость вокруг себя вращением этой точки

построители плоскости и точек – оборудованы одним или несколькими излучателями и строят одну точку/плоскость в одном направлении или несколько (включая зенит/надир и вертикальные плоскости). Высокую популярность в России завоевали лазерные нивелиры Германской компании geo-Fennel, французской Agatec, японских компаний Topcon и Sokkia, американской Trimble/Spectra precision и CST Berger, швейцарской Leica Geosystems и других. В последнее время появилось значительное количество ротационных нивелиров от Китайских разработчиков, некоторые занимают свою нишу на рынке, но большинству самостоятельных китайских торговых марок пока не удается достичь соответствующего качества сборки или надежности в ходе эксплуатации, что повышает их эксплуатационную стоимость и может препятствовать проведению работ в срок. Нивелиры были и будут массовыми геодезическими приборами, используемыми для решение очень широкого круга задач. Область их применения постоянно расширяется, а технический прогресс позволяет нам рассчитывать на появление усовершенствованных моделей и, даже, новых групп нивелиров.

 

 

Проектирование вертикальной планировки

Проектирование вертикальной планировки территории осуществляется в одну или две стадии. В одну стадию проектируют вертикальную планировку несложных объектов. Большая часть проектов составляется в две стадии: I стадия - проект, на этой стадии определяют основные объемы земляных работ, принимают основные решения; II стадия - рабочая документация, более конкретная разработка вертикальной планировки территории, выполняется на основе утвержденного проектного задания. При проектировании вертикальной планировки используют три метода: метод проектных профилей, метод проектных (красных) горизонталей, графоаналитический метод.

Метод проектных профилей состоит в том, что на плане местности через 20...200 м (в зависимости от размеров участка и степени конкретности) наносят сетку, по которой в обоих направлениях выполняют условные сечения - профили. На профилях наносят существующий рельеф поверхности земли (черные отметки) и основные уклоны. Объемы работ могут быть подсчитаны лишь при сопоставлении всех профилей. На практике часто прибегают к частичной вертикальной планировке территории: прорабатывают только улицы, проезды, площади и основные виды площадок. Составление проектных профилей улиц и других линейных сооружений является частным случаем этого метода. Сетка проектных профилей проходит в этом случае по осям улиц и через пикеты. Проектные профили, составляемые по осям улиц, называют продольными. Точки пересечения осей улиц на перекрестках являются пикетами. Между перекрестками пикеты устанавливаются через каждые 20...50 м и нумеруются от первого перекрестка: ПК-0; ПК-1; ПК-2 и т.д. По каждому пикету делается поперечное сечение - поперечный профиль улицы. Для удобства проектирования и большей наглядности профили выполняют в разных вертикальных и горизонтальных масштабах. Для поперечных профилей принято соотношение масштабов 1:10 (вертикальным масштабам 1:50, 1:100 соответствуют горизонтальные масштабы 1:500, 1:1000). Для поперечных профилей это соотношение равно 1:2 (вертикальному масштабу 1:100 соответствует горизонтальный масштаб 1:200). При сопоставлении всех продольных и поперечных профилей с нанесенным проектным рельефом подсчитывают земляные работы по выемкам и насыпям на исследуемом или проектируемом участке улицы. Метод проектных профилей весьма трудоемок и не очень точен. Его применяют на первой стадии проектирования для принятия общих планировочных решений. Упрощенная разновидность этого метода - метод проектных отметок. Он состоит в нанесении на плане городских территорий красных отметок точек изменения уклона, для улиц и проездов - красных отметок пикетов.

 

81.. Проектирование горизонтальной площадки с соблюдением нулевого баланса земляных работ

Одна из основных частей генерального плана  проект вертикальной планировки застраиваемой территории. Ее целью является преобразование естественных форм рельефа и создание условий для эксплуатации возводимых зданий и сооружений. Естественный рельеф при строительстве обычно преобразуется путем выполнения земляных работ по специальному проекту вертикальной планировки. Проектный рельеф может быть задан в виде профилей, проектными горизонталями в сочетании с проектными отметками либо только проектными отметками. Метод профилей трудоемок и поэтому применяется редко. При выполнении данной расчетно-графической работы применяется метод отметок. Строительная площадка должна представлять собой горизонтальную поверхность. Проектирование горизонтальной площадки обычно производится с соблюдением условия нулевого баланса земляных работ. Под этим условием понимается сведение земляных работ к минимуму и обеспечение равенства объемов выемки и подсыпки. Основой для проектирования вертикальной планировки служат топографические планы масштабов 1:500-1:5000, составленные по результатам нивелирования стройплощадки по квадратам. Планируемую территорию разбивают на квадраты со сторонами 10, 20, 40 или 50 м в зависимости от сложности рельефа. Фактические высоты вершин квадратов определяют по горизонталям или при помощи геометрического нивелирования. Предполагается, что каждая квадратная призма ограничена вертикальными плоскостями, проходящими через стороны квадратов, плоским основанием и наклонной верхней плоскостью. Высоту призмы принимают равной среднему арифметическому из отметок угловых точек поверхности.