Geodésia aplicada. O nivelamento é a base do trabalho de construção

Um canteiro de obras moderno pode ser comparado a uma grande fábrica, todas as lojas voltadas para a produção responsável. Equipes e indivíduos realizam diferentes tipos de processos espaçados no tempo. Muito depende do trabalho bem coordenado dos serviços relacionados, enquanto o controle de qualidade está se tornando a pedra angular – afinal, como resultado, as pessoas sempre estarão no prédio. Teodolitos eletrônicos complexos e dispositivos para observações GPS não estão disponíveis para todos trabalharem, mas qualquer construtor que esteja interessado na qualidade do trabalho executado pode dominar o nível..

A planta do terreno com marcas de elevação é a base para a construção. Os dados de alívio permitem que você escolha o local ideal para o poço e calcule o ponto de descarga das águas superficiais.

Portanto, a tarefa de nivelamento é determinar a diferença de altura entre pontos na superfície da Terra, chamada de elevação. Conhecendo a cota de projeto do piso do primeiro andar da estrutura, é possível calcular o local de descarga das águas pluviais, ou ainda prever um ponto de amarração para um esgoto por gravidade.

No arsenal de um especialista, existem várias ferramentas e dispositivos que permitem obter dados locais sem dar uma imagem geral. Por exemplo, o teor de umidade de um determinado material é determinado com um higrômetro, mas como saber o grau de “inchaço” de toda a estrutura? Neste caso, um nível vem em nosso auxílio, com o qual você pode obter os valores da altura do objeto e compará-la com o controle.

Para isso, marcações especiais são montadas na fachada do edifício ao longo do perímetro, entre as quais é determinado o excesso. Se as marcas estiverem localizadas na mesma altura dentro da tolerância – tudo está em ordem, se uma parte do edifício afundar mais rápido do que a outra – é hora de evacuar as pessoas.

Métodos de nivelamento

Existem vários tipos de determinação do excesso, no entanto, na construção, os três primeiros métodos a seguir são usados ​​principalmente:

• nivelamento geométrico – usa o princípio da linha horizontal do feixe de mira do telescópio do instrumento, um nível é usado;
• nivelamento trigonométrico – o princípio da inclinação do feixe de mira do telescópio do instrumento é tomado como base, o teodolito é usado;
• nivelamento hidrostático – baseado no nivelamento do nível do líquido em vasos comunicantes (nível da água);
• nivelamento barométrico – dependendo da altura do ponto, o indicador de variação da pressão atmosférica (usado nas montanhas);
• nivelamento automático – sensores especiais instalados nos carros transmitem o vetor de deslocamento inclinado ao leitor (obras rodoviárias);
• nivelamento estereofotogramétrico – realizado em um complexo de hardware complexo. Duas fotografias espaciais ou aéreas, feitas com sobreposição parcial, são carregadas em um dispositivo especial. Ao olhar para eles através do sistema óptico, você obtém um “efeito imersivo 3-D”.

É assim que se parece, por exemplo, um modelo tridimensional de um microdistrito, feito a partir de um complexo estereofotogramétrico. Além disso, a ligação de contornos de terreno rígidos no sistema de coordenadas é realizada, e obtemos um modelo digital para o qual em qualquer ponto da imagem você pode obter o valor da altura por interpolação.

Ferramentas e dispositivos para nivelamento geométrico

A principal ferramenta com a qual as medições são realizadas é um nível. O instrumento clássico é um dispositivo ótico-mecânico, com o qual a linha horizontal do feixe de mira é garantida no espaço. O nível é montado em um tripé, instalado em uma posição vertical e colocado na horizontal por meio de parafusos especiais. O tubo de tais dispositivos pode ser tanto para frente (modelos modernos) quanto para imagens reversas. Na verdade, não há problemas especiais ao trabalhar com uma imagem invertida – a haste de medição é simplesmente instalada de cabeça para baixo. Para girar a imagem, um sistema de lentes especial é usado, o que afeta o custo da ferramenta. Lentes adicionais também introduzem pequenas distorções que são claramente visíveis sob condições refrativas durante as estações quentes. Por exemplo, a visibilidade em um teodolito invertido soviético é melhor do que em uma estação total eletrônica com lentes Carl Zeiss. Embora isso não seja surpreendente – agora não há necessidade de levantamentos a longas distâncias, os métodos de geodésia por satélite são mais adequados para isso, e é ainda mais conveniente trabalhar com a imagem “correta”.

Estruturalmente, os níveis são dos seguintes tipos:

• com um nível cilíndrico perto do telescópio
• com compensador automático
• eletrônico

De acordo com a classe de precisão, as ferramentas geralmente são divididas nos seguintes grupos:

• alta precisão (N-05, N-1, N-2)
• preciso (N-3, N-3K, N-3KL)
• técnico (N-10)

A letra “H” no nome do instrumento denota o nível e os números – a raiz do erro quadrático médio das medições em milímetros por 1 quilômetro de distância. O resto das letras indicam as características de design do instrumento (membro e compensador).

Compensadores são capazes de remover erros na instalação da ferramenta, o que aumentará a precisão do trabalho executado. Na presença de um compensador manual, a ferramenta é trazida manualmente para o plano horizontal, mas o nível de autonivelamento é capaz de assumir a posição correta automaticamente.

Princípio de nivelamento

O performer faz uma leitura da pauta (ou pautas – frente e verso), que está instalada no ponto, e calcula o valor excedente resultante. O método, quando o instrumento é instalado entre os pontos medidos, é chamado “Nivelando do meio”, e são mais frequentemente usados ​​na construção.

O princípio de nivelamento pelo método “do meio”

Como pode ser visto na ilustração, o excesso entre os pontos A e B será igual à diferença das leituras nas pautas, podendo ser positivo ou negativo. O excesso em si não vai ajudar muito para a produção do trabalho, deveria haver muitos desses valores, pois sua combinação nos dá uma idéia do terreno. Portanto, como no caso da travessia do teodolito, as medições são feitas a partir de pontos com alturas conhecidas, chamados de “benchmarks”.

A rede de nivelamento origina-se do zero da bitola de Kronstadt, que, como lembramos dos artigos anteriores do nosso ciclo, está localizado nas margens do Mar Báltico. Portanto, o sistema de alturas utilizado para a produção de planos topográficos, e recebeu o nome de “Báltico”. Em nosso caso, a altura absoluta do ponto B será h = A + a – b, Onde E – marca de ponto em relação ao sistema estadual de alturas, e e b – contando com racks.

Outro método de nivelamento envolve o uso de uma ferramenta em vez de um bastão. Tem o nome “Nivelando para frente”.

O princípio de nivelamento pelo método “avançado”

Neste caso, o instrumento é colocado em um ponto com altura conhecida. A fórmula para calcular a altura do ponto B assume a seguinte forma:

h = A + i – b, Onde Eu – altura do instrumento, medida com uma fita métrica.

Este método nem sempre é conveniente na execução de trabalhos, pois é difícil instalar a ferramenta na superfície vertical da parede e é muito mais fácil trabalhar remotamente sem se aproximar do objeto..

Relativamente falando, a borda d’água de qualquer corpo d’água que tenha comunicação com os oceanos do mundo pode ser tomada como ponto de referência. Porém, neste caso, podemos falar de um sistema condicional de alturas, pois a precisão da determinação da altura neste caso será insuficiente para a realização dos trabalhos, embora este método possa ser utilizado em sites locais onde não há necessidade de vincular alturas com sistemas locais.

Princípio nivelamento trigonométricoimplica o uso de um teodolito ou estação total. Nesse caso, o ângulo é medido desde o plano horizontal até o topo da mira ou objeto inacessível. Foi pelo método da trigonometria que determinamos a altura do suporte da linha de transmissão de energia no artigo anterior do nosso ciclo. Este método é menos preciso do que o nivelamento geométrico, no entanto, permite medições em longas distâncias e em ângulos de inclinação significativos do terreno..

O princípio do nivelamento trigonométrico

Neste caso, a fórmula de trabalho para determinar a altura assumirá a seguinte forma:

h = s * tg? + i – b ou h = S * sin? + i – b, Onde ? – o ângulo de inclinação da viga, s – distância horizontal da linha, S – comprimento da linha do cabelo, Eu É a altura da ferramenta, e b – altura de visão.

Níveis hidrostáticosdespretensioso, fácil de usar e permite a determinação rápida dos excessos. Este tipo de nivelamento é adequado para automatizar medições..

Escopo de aplicação dos níveis hidrostáticos:

• instalação de equipamentos de grande porte;
• nivelamento de fundações;
• acabamento e obra arquitetônica;
• colocação de equipamentos de canalização e tubagens;
• determinação das guias horizontais;
• monitoramento de deformações e subsidência de edifícios e estruturas;
• transferência de altura através de obstáculos de água, etc..

O princípio de operação de tal dispositivo é mostrado na figura.

Princípio de nivelamento hidrostático

Como você sabe, nos vasos comunicantes, o nível do líquido se equilibra. O excesso h desejado pode ser encontrado pela diferença nas leituras aeb, que são tiradas em uma escala especial embutida nos vasos. Este método permite que você trabalhe em espaços apertados, não requer habilidades especiais, mas nem sempre fornece a precisão necessária (o erro de medição neste caso é de ± 10 mm) e cria inconvenientes ao mover as mangueiras de conexão.

Níveis de laser

O tipo eletrônico de níveis permite que você visualize vários planos ao mesmo tempo, projetando um feixe de laser em objetos e estruturas. Por exemplo, uma aleta rotativa gira a 400–550 rpm ou mais. Com este dispositivo, você pode fazer marcações em ambientes internos e externos, à luz do dia ou ao anoitecer. Estes níveis são indispensáveis ​​para a aplicação de papéis de parede, ladrilhos ou instalação de estruturas com tolerâncias mínimas. O nível de laser permite medir elevações de pontos, nivelar ou marcar declives. Ao usar uma ferramenta a laser, você esquecerá para sempre os cabos de prumo e os quadrados de metal, que são especialmente inconvenientes em distâncias de dezenas ou mesmo centenas de metros. A marcação agora é possível em qualquer ângulo, mesmo nos lugares mais inacessíveis.

Os instrumentos a laser são seguros, pois pertencem à segunda classe de instrumentos em termos de potência de radiação. O feixe do nível do laser só pode prejudicar no caso de projeção prolongada no olho humano. A maioria das ferramentas produzidas para construção é protegida contra choques e umidade, pois isso pode afetar o desempenho da ferramenta. Em condições desfavoráveis, vale a pena comprar óculos especiais que melhoram a visibilidade do feixe..

Como acontece com qualquer outra ferramenta de construção, deve-se dar preferência a modelos de marcas bem conhecidas. Os níveis e os níveis do laser devem ser verificados anualmente. Se você trabalhar com uma ferramenta imprecisa e inserir o centímetro residual na elevação do primeiro andar, pode não haver uma laje de piso no último andar. Portanto, estude os artigos de nossa série, use equipamentos modernos e aprimore suas habilidades. A estrutura construída é fruto do trabalho árduo de muitos especialistas, que realmente não gostariam que sua obra fosse demolida por descuido dos topógrafos..