Нивелирование, его виды и способы

При изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений необходимо знать рельеф местности.

Нивелирование обычно используют для определения высот точек при составлении топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки и планировки территории по высоте.

При производстве строительно-монтажных работ с помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте.

Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и сооружений.

Без знания рельефа местности невозможно проектирование железных и шоссейных дорог, водоотводных (осушительных и оросительных) каналов, гидротехнических сооружений, осушительных и оросительных систем, а также аэродромов, строительных площадок, населенных пунктов, плотин, полей севооборотов и других объектов.

Знание рельефа выражается, прежде всего, в знании отметок всех характерных точек местности. Определение отметок точек и есть цель нивелирования.

Нивелирование - вид геодезических работ, в результате которых определяют разности высот (превышения) точек земной поверхности, а также высоты этих точек над принятой отсчетной поверхностью (например, уровня океана, реки и пр.).

По методам нивелирование разделяют на геометрическое, тригонометрическое, физическое, автоматическое, стереофотограмметрическое.

В инженерной практике геометрическое нивелирование применяют наиболее часто, которое выполняется горизонтальным лучом визирования. Перед нивелированием точки на местности закрепляют колышками, костылями, башмаками, на которые устанавливают вертикально нивелирные рейки. Место установки нивелира для работы называют станцией, а расстояние от нивелира до рейки - плечом нивелирования.

В зависимости от положения нивелира относительно точек, превышение между которыми определяется, различают два способа геометрического нивелирования: нивелирование «вперед» и нивелирование «из середины».

Рисунок 1 - Способы геометрического нивелирования: а - из середины; б - вперед

При нивелировании «вперед» нивелир устанавливают вблизи одной из точек. Нивелир ставят так, чтобы его окуляр находился над точкой А, измеряют высоту прибора i, затем визируя на рейку, отвесно поставленную в точке В, берут отсчет b. В этом случае:

= i - b.

При нивелировании нескольких точек для вычисления их высот используют горизонт прибора, которым называют высоту горизонтальной линии визирования, т.е. горизонт прибора равен высоте точки, на которой установлена рейка, плюс отсчет по рейке. Из рис. 1б следует:

ГП = HA + i; НB = ГП - b.

Способ нивелирования «вперед» применяется в том случае, когда с одной установки нивелира необходимо определить или вынести на местность отметки большого числа точек (например, при нивелировании вершин квадратов участка, подлежащего планировке). Вычисление отметок точек при этом удобно выполнять от горизонта прибора - отметки горизонтальной линии визирования.

При нивелировании «из середины» (рис. 1а) прибор устанавливают так, чтобы расстояния до обеих точек были одинаковыми, а превышение вычисляют по формуле:

= a - b,

где а и b - отсчеты в мм по рейкам, установленным соответственно на задней по ходу движения при нивелировании и передней точках.

Знак превышения h получится положительным, если а больше b, и отрицательным, если а меньше b. Если известна высота НА задней точки А, то высота передней точки В

НВ = НА + h.

Способ нивелирования «из середины» применяется при прокладке нивелирных ходов. Достоинством способа является то, что в нем компенсируются погрешности, связанные с невыполнением основного условия нивелира.

При нивелировании из середины нивелир устанавливается примерно на равных расстояниях от реек, поставленных на точки А и В.

Тригонометрическое нивелирование проводят наклонным лучом при помощи теодолитов-тахеометров. При использовании этого метода измеряют углы наклона и расстояния между нивелируемыми точками.

Различают три способа тригонометрического нивелирования:

способ одностороннего тригонометрического нивелирования;

способ двухстороннего тригонометрического нивелирования;

способ тригонометрического нивелирования через точку (из середины).

Физическое нивелирование подразделяют на гидростатическое, барометрическое и аэрорадионивелирование.

Гидростатическое нивелирование основано на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одном уровне, позволяющем определить превышения между точками, на которых установлены сосуды.

Барометрическое нивелирование выполняют при помощи барометров, по показаниям которых определяют атмосферное давление в соответствующих точках, а по разности давлений - превышения между ними.

Аэрорадионивелирование осуществляют с самолета при помощи радиовысотомера и статоскопа - приборов, позволяющих определять высоту самолета над землей и изменения его высоты в полете. Совместное использование этих данных позволяет определять превышение между точками земной поверхности.

Автоматическое нивелирование проводят при помощи нивелиров-автоматов - приборов, автоматически вычерчивающих профиль местности и позволяющих определять высоты точек.

Стереофотограмметрическое нивелирование - выполняют путем измерения модели рельефа местности, получаемой при рассматривании двух снимков одной и той же местности на специальных приборах, называемых стереометрами, стереокомпараторами, и др.

Список литературы

1. Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 №136-ФЗ (ред. от 19.07.2011).

2. Вервейко А.П. Землеустройство с основами геодезии / А.П. Вервейко. - М.: Недра, 1988. - 260 с.

.   Дубенок Н.Н. Землеустройство с основами геодезии / Н.Н. Дубенок, А.С. Шуляк. - М.: Колос, 2002. - 320 с.

.   Интулов И.П. Инженерная геодезия в строительном производстве: Учеб. пособие для вузов / И.П. Интулов. - Воронеж, Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т., 2004. - 329 с.

.   Куштин И.Ф. Инженерная геодезия. Учебник / И.Ф. Куштин, В.И. Куштин. - Ростов-на-Дону: изд. Феникс, 2002. - 416 с.

.   Сулин М.А. Основы землеустройства. Учебное пособие / М.А. Сулин. - СПб.: Издательство «Лань», 2002. - 128 с.