Как выбрать комплект для нивелирования?

Проблема выбора комплекта для нивелирования встает перед многими геодезистами. На первый взгляд кажется, что собрать комплект для нивелирования очень просто: нивелир, штатив и рейка. Однако перед приобретением того или иного оборудования, необходимо проанализировать задачи, для решения которых оно будет использоваться. Ведь не во всех случаях требуется высокоточный нивелир и инварные рейки, а значит не всегда нужно платить больше. Также при покупке нивелира на строительную площадку не стоит торопиться и покупать прибор по первой найденной в интернете ссылке. Давайте попробуем разобраться, что необходимо для качественной нивелировки и как подобрать оптимальный комплект.

Области применения нивелиров

Первым шагом в выборе комплекта для нивелирования является определение сферы его применения. Вот перечень наиболее распространенных видов нивелирных работ:

1. Создание нивелирных сетей
2. Геодезический мониторинг (наблюдение за деформациями)
3. Строительство

В свою очередь, каждый из этих видов работ можно разделить на подвиды (классы).

Нивелирные сети

Начнём с создания нивелирных сетей. Требования к оборудованию, методики работ и другая информация изложены в Инструкции по нивелированию (ГКИНП (ГНТА)-03-010-02). В целях повышения производительности труда при производстве работ и исключения ошибок, связанных с визуальным взятием отсчётов по рейке рекомендуется применять цифровые нивелиры. Нивелиры с цифровым отсчётом в своей конструкции содержат электронно-цифровой датчик, позволяющий автоматически считывать положение визирной линии по специальной штрих-кодовой рейке, а также регистрировать, хранить информацию, осуществлять контроль промежуточных операций. Производители цифровых нивелиров заявляют высокую точность своего оборудования. Однако не все цифровые нивелиры позволяют выполнять работы согласно методикам, указанным в Инструкции по нивелированию. Особенно это касается нивелирования I класса. Так, например, нивелир Trimble DiNi поддерживает программу измерений по методике I класса.

У современных высокоточных цифровых нивелиров Trimble DiNi 0.3 и 0.7 увеличение зрительной трубы составляет 32 и 26 крат соответственно, что не удовлетворяет требованию Инструкции, однако данное оборудование активно используется при создании высокоточных нивелирных сетей.

Требуемая точность измерений для I и II классов достигается только при использовании инварной штрихкодовой рейки. Несмотря на то, что производители заявляют о возможности использования стандартной (не инварной) штрих-кодовой рейки, или даже возможности визуального снятия отсчётов по рейкам, точность измерений при этом соответствует лишь II классу, и мы не рекомендуем применять эти методы при высокоточных работах, так как это противоречит требованиям Инструкции по нивелированию. Т.е. при выборе реек также следует руководствоваться требованиями Инструкции.

Требования к рейкам для I класса нивелирования:

• Применяются штриховые инварные рейки, на инварной полосе которых должны быть нанесены две шкалы, смещенные одна относительно другой.
• Расстояния между осями штрихов - 5 мм.
• Ошибки метровых интервалов и всей шкалы не должны превышать 0,10 мм. В горных районах работают инварными рейками с термодатчиками. Ошибки метровых интервалов и всей шкалы в этом случае не должны превышать 0,05 мм.
• Рейки должны быть снабжены круглыми уровнями с ценой деления 10 - 12'/2 мм.
• Натяжение инварных полос - 20 + 1 кг.
• У реек желательно определить термические коэффициенты.
• В случае привязки к стенным маркам применяют подвесную рейку с такими же шкалами, как и на основных рейках. Нуль на подвесной рейке должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на который подвешивают рейку к стенной марке.

Требования к рейкам для II класса нивелирования:

• Ошибки метровых интервалов шкал и всей шкалы инварной рейки при нивелировании II класса допускают до 0,20 мм, при нивелировании в горных районах - до 0,10 мм.
• Для привязки к стенным маркам применяют подвесную рейку с такими же шкалами, как и на основных рейках. Нуль на подвесной рейке должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на который подвешивают рейку к стенной марке.

Требования к рейкам для III и IV классов нивелирования:

• Применяют двухсторонние шашечные рейки с сантиметровыми делениями (трехметровые цельные или складные рейки).
• На одной стороне (например, черной) начало шкалы должно совпадать с плоскостью пятки рейки, а на другой (например, красной) с плоскостью пятки совмещают отсчет более 4000 (например, 4680).
• В комплект нивелиров с компенсатором допускается включать односторонние нивелирные рейки. В этом случае, при работе на станции, при нивелировании III и IV классов измерения проводятся при двух горизонтах нивелира.
• Возможность использования телескопических реек на дюралюминиевой основе должна оговариваться в техническом проекте на производство работ и обосновываться метрологически.
• Для III класса должны использоваться рейки с уровнем.

Для выбора подходящего штатива, рекомендуем ознакомиться со статьёй «Как выбрать геодезический штатив».

Рекомендуемое оборудования для развития сетей

* Cогласно требованиям Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов ГКИНП (ГНТА)-03-010-02

Геодезический мониторинг

Рассмотрим подробнее наблюдения за деформациями, а именно использование нивелиров для определения осадок. В настоящее время данные работы получили широкое распространение в связи с активным строительством сложных инженерных сооружений. Точность измерений, как правило, регламентируется техническим заданием или проектной документацией. Согласно ГОСТ 24846-2012. «Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений»: точность измерения вертикальных и горизонтальных деформаций следует определять в зависимости от ожидаемого значения перемещения, установленного проектом либо от категории зданий и сооружений.

Рекомендуемое оборудование для измерения вертикальных деформаций

* При количестве станций в ходе не более 10.

Стоит отметить, что погрешность измерения вертикальных перемещений прямо пропорциональна количеству штативов в ходе и средней квадратической погрешности определения отметки деформационного репера (марки). Поэтому при необходимости наблюдения большого числа деформационных реперов (марок) использование нивелиров низких классов точности не позволит достичь требуемого результата. Для работ по наблюдению за деформациями мы рекомендуем использовать нивелиры с запасом точности, которые представляют собой универсальные инструменты в сфере геодезического мониторинга, вместе с оригинальными аксессуарами. А также дополнительные аксессуары, например, светодиодная подсветка Nedo для инварной рейки. Использование данного аксессуара позволит выполнять измерения в слабоосвещённых местах, например, в шахтах, туннелях или ночных строительных площадках.

Строительство

Следующая область применения нивелиров – это строительство. Здесь наибольшее применение нашли оптические нивелиры с компенсатором. При выборе нивелира следует обратить внимание на увеличение зрительной трубы: если нивелир будет использоваться при строительстве больших по площади объектов, то неплохо остановить свой выбор на моделях с большим увеличением зрительной трубы. Для работы достаточно одной рейки, так как зачастую реечник у геодезиста только один. Лёгкий алюминиевый штатив будет удобен при перемещении по строительной площадке.

Рекомендуемое оборудование для применения в строительстве

Заключение

При наличии широкого ассортимента оборудования для нивелирования, представленного на рынке, необходимо тщательно подойти к выбору комплекта для работы. Выбирая оборудование, в первую очередь следует обращать внимание на требования технического задания и нормативных документов, используемых при геодезических работах. Это позволит применять оборудование с максимальной технической и экономической эффективностью.