Geodesia applicata. Il livellamento è la base dei lavori di costruzione

Sezioni dell’articolo

---

• Metodi di livellamento
• Strumenti e dispositivi per il livellamento geometrico
• Principio di livellamento
• Livelli laser

---

Un moderno cantiere può essere paragonato a un grande stabilimento, tutti i negozi destinati a produrre prodotti responsabili. I team e gli individui eseguono diversi tipi di processi che sono distanziati nel tempo. Molto dipende dal lavoro ben coordinato dei servizi correlati, mentre il controllo di qualità sta diventando la pietra angolare – dopo tutto, alla fine, le persone saranno sempre nell’edificio. Teodoliti e dispositivi elettronici sofisticati per le osservazioni GPS non sono disponibili per tutti, ma qualsiasi costruttore interessato alla qualità del lavoro svolto può padroneggiare il livello..

Il piano del sito con segni di elevazione è la base per la costruzione. I dati di rilievo consentono di selezionare la posizione ottimale per la fossa e calcolare il punto di scarico delle acque superficiali.

Quindi il compito del livellamento è determinare la differenza di altezza tra i punti sulla superficie terrestre, chiamata elevazione. Conoscendo l’elevazione di progetto del pavimento del primo piano della struttura, è possibile calcolare il luogo di scarico dell’acqua piovana o prevedere un punto di attacco per una fognatura a gravità.

Nell’arsenale di uno specialista ci sono vari strumenti e dispositivi che consentono di ottenere dati locali senza fornire un quadro generale. Ad esempio, il contenuto di umidità di un determinato materiale viene determinato con un igrometro, ma come si fa a sapere il grado di “gonfiore” dell’intera struttura? In questo caso, un livello ci viene in aiuto, con l’aiuto del quale è possibile ottenere i valori dell’altezza dell’oggetto e confrontarlo con il controllo.

Per fare questo, vengono montati segni speciali nella parte anteriore dell’edificio lungo il perimetro, tra i quali viene determinato l’eccesso. Se i segni si trovano alla stessa altezza all’interno della tolleranza – tutto è in ordine, se una parte dell’edificio si abbassa più velocemente dell’altra – è tempo di evacuare le persone.

Metodi di livellamento

Esistono diversi tipi di determinazione dell’eccesso, tuttavia, nella costruzione, vengono principalmente utilizzati i primi tre metodi:

• livellamento geometrico: utilizza il principio della linea orizzontale del raggio di osservazione del telescopio dello strumento, viene utilizzato un livello;
• livellamento trigonometrico: il principio di inclinazione del raggio di osservazione del telescopio dello strumento viene preso come base, viene utilizzato il teodolite;
• livellamento idrostatico – basato sul livellamento del livello del liquido nei vasi comunicanti (livello dell’acqua);
• livellamento barometrico – a seconda dell’altezza del punto, l’indicatore delle variazioni della pressione atmosferica (utilizzato in montagna);
• livellamento automatico: sensori speciali installati sulle automobili trasmettono il vettore di spostamento inclinato al lettore (lavori stradali);
• livellamento stereofotogrammetrico – eseguito su un complesso hardware complesso. Due fotografie spaziali o aeree, realizzate con parziale sovrapposizione, vengono caricate in un dispositivo speciale. Quando li guardi attraverso il sistema ottico, ottieni un “effetto immersivo 3D”.

Ecco come appare, ad esempio, un modello tridimensionale di un quartiere, realizzato usando un complesso stereofotogrammetrico. Successivamente, viene eseguita la rilegatura dei contorni del terreno rigidi nel sistema di coordinate e otteniamo un modello digitale per il quale in qualsiasi punto dell’immagine è possibile ottenere il valore dell’altezza mediante interpolazione.

Strumenti e dispositivi per il livellamento geometrico

Lo strumento principale con cui vengono eseguite le misurazioni è un livello. Lo strumento classico è un dispositivo ottico-meccanico, con l’aiuto del quale la linea orizzontale del raggio di avvistamento è assicurata nello spazio. Il livello è montato su un treppiede, installato su un punto di appoggio e portato in posizione orizzontale con viti speciali. Il tubo di tali dispositivi può essere sia in avanti (modelli moderni) sia invertito. In realtà, non ci sono problemi speciali quando si lavora con un’immagine invertita: l’asta di misurazione viene semplicemente installata capovolta. Per ruotare l’immagine, viene utilizzato uno speciale sistema di lenti, che influisce sul costo dello strumento. Lenti aggiuntive introducono anche lievi distorsioni che sono chiaramente visibili in condizioni di rifrazione durante le stagioni calde. Ad esempio, la visibilità in un teodolite invertito sovietico è migliore che in una stazione totale elettronica con ottica Carl Zeiss. Anche se ciò non sorprende: ora non è necessario sparare a lunghe distanze, i metodi di geodesia satellitare sono più adatti per questo ed è ancora più conveniente lavorare con l’immagine “corretta”.

Strutturalmente, i livelli sono dei seguenti tipi:

• con un livello cilindrico vicino al telescopio
• con compensatore automatico
• elettronico

Secondo la classe di precisione, gli strumenti sono generalmente suddivisi nei seguenti gruppi:

• alta precisione (N-05, N-1, N-2)
• preciso (N-3, N-3K, N-3KL)
• tecnico (H-10)

La lettera “H” nel nome dello strumento indica il livello e i numeri – l’errore quadratico medio radice delle misurazioni in millimetri per chilometro di distanza. Il resto delle lettere indica le caratteristiche di progettazione dello strumento (arto e compensatore).

I compensatori sono in grado di rimuovere gli errori nell’installazione dello strumento, aumentando l’accuratezza del lavoro svolto. In presenza di un compensatore manuale, l’utensile viene portato manualmente sul piano orizzontale, ma il livello di autolivellamento è in grado di assumere automaticamente la posizione corretta.

Principio di livellamento

L’esecutore prende una lettura sullo staff (o staff – fronte e retro), che è installato sul punto e calcola il valore in eccesso risultante. Viene chiamato il metodo di installazione dello strumento tra i punti misurati “Livellamento dal centro”, e più spesso usato in edilizia.

Il principio del livellamento con il metodo “dal centro”

Come puoi vedere dall’illustrazione, l’eccesso tra i punti A e B sarà uguale alla differenza nelle letture sul rigo e può essere positivo o negativo. L’eccesso stesso non sarà di grande aiuto per la produzione di lavoro, ci dovrebbero essere molti di questi valori, poiché la loro combinazione ci dà un’idea del terreno. Pertanto, come nel caso della traversa del teodolite, le misurazioni vengono prese da punti con altezze note, chiamati “benchmark”.

La rete di livellamento ha origine dallo zero della sagoma di Kronštadt, che, come ricordiamo dai precedenti articoli del nostro ciclo, si trova sulle rive del Mar Baltico. Pertanto, il sistema di altezze utilizzato per la produzione di piani topografici, e ha ricevuto il nome di “Baltico”. Nel nostro caso, l’altezza assoluta del punto B sarà h = A + a – b, Dove E – punto relativo al sistema statale di altezze, e e B – contando sugli scaffali.

Un altro metodo di livellamento prevede l’utilizzo di uno strumento anziché di uno staff. Ha ottenuto il nome “Livellamento in avanti”.

Il principio del livellamento con il metodo “forward”

In questo caso, lo strumento è impostato su un punto con un’altezza nota. La formula per calcolare l’altezza del punto B assume la seguente forma:

h = A + i – b, Dove io – altezza dello strumento, misurata con un metro a nastro.

Questo metodo non è sempre conveniente quando si esegue il lavoro, perché è difficile installare lo strumento sulla superficie verticale del muro ed è molto più facile lavorare in remoto, senza avvicinarsi all’oggetto..

Relativamente parlando, il bordo dell’acqua di qualsiasi specchio d’acqua che ha comunicazione con gli oceani del mondo può essere preso come punto di riferimento. Tuttavia, in questo caso, possiamo parlare di un sistema condizionale di altezze, poiché l’accuratezza nel determinare l’altezza in questo caso sarà insufficiente per il lavoro, sebbene questo metodo possa essere utilizzato su siti locali in cui non è necessario collegare altezze con sistemi locali.

Principio livellamento trigonometricoimplica l’uso di un teodolite o di una stazione totale. In questo caso, l’angolo viene misurato dal piano orizzontale alla sommità del rigo o oggetto inaccessibile. È stato con il metodo della trigonometria che abbiamo determinato l’altezza del supporto della linea elettrica nel precedente articolo del nostro ciclo. Questo metodo è meno preciso del livellamento geometrico, ma consente misurazioni su lunghe distanze e ad angoli significativi di inclinazione del terreno..

Il principio del livellamento trigonometrico

In questo caso, la formula di lavoro per determinare l’altezza assumerà la seguente forma:

h = s * tg? + i – b o h = S * sin? + i – b, Dove ? – l’angolo di inclinazione del raggio, S – distanza orizzontale della linea, S – lunghezza dell’attaccatura, io È l’altezza dell’utensile e B – altezza di avvistamento.

Livelli idrostaticisenza pretese, facile da usare e fornisce una rapida determinazione dell’eccesso. Questo tipo di livellamento è adatto per l’automazione delle misurazioni..

Ambito di applicazione dei livelli idrostatici:

• installazione di grandi attrezzature;
• livellamento delle fondazioni;
• lavori di finitura e architettura;
• posa di impianti idraulici e condutture;
• determinazione delle guide orizzontali;
• monitorare deformazioni e cedimenti di edifici e strutture;
• trasferimento di altezza attraverso ostacoli d’acqua, ecc..

Il principio di funzionamento di tale dispositivo è mostrato in figura.

Principio del livellamento idrostatico

Come sapete, nelle navi comunicanti, il livello del liquido viene livellato. L’eccesso desiderato h può essere trovato dalla differenza tra le letture aeb, che sono rilevate su una scala speciale integrata nelle navi. Questo metodo consente di lavorare in spazi ristretti, non richiede competenze speciali, ma non fornisce sempre la precisione richiesta (l’errore di misurazione in questo caso è ± 10 mm) e crea inconvenienti durante lo spostamento dei tubi di collegamento.

Livelli laser

Il tipo elettronico di livelli consente di visualizzare più piani contemporaneamente proiettando un raggio laser su oggetti e strutture. Ad esempio, la pala rotante ruota a 400–550 rpm o più. Con questo dispositivo, puoi fare marcature sia all’interno che all’esterno, alla luce del giorno o al tramonto. Questi livelli sono indispensabili per tappezzare, affiancare o installare strutture con tolleranze minime. Il livello laser consente di misurare elevazioni di punti, livellare o contrassegnare le pendenze. Quando si utilizza uno strumento laser, ti dimenticherai per sempre delle linee a piombo e dei quadrati di metallo, che sono particolarmente scomodi a distanze di decine o addirittura di centinaia di metri. La marcatura è ora possibile da qualsiasi angolazione, anche nei luoghi più inaccessibili.

Gli strumenti laser sono sicuri, poiché appartengono alla seconda classe di strumenti in termini di potenza di radiazione. Il raggio dal livello del laser può danneggiare solo in caso di proiezione prolungata sull’occhio umano. La maggior parte degli strumenti prodotti per l’edilizia sono protetti dagli urti e dall’umidità, poiché ciò può influire sulle prestazioni dell’utensile. In condizioni sfavorevoli, vale la pena acquistare occhiali speciali che migliorano la visibilità del raggio..

Come con qualsiasi altro strumento di costruzione, la preferenza dovrebbe essere data ai modelli di marchi noti. Livelli e livelli laser devono essere verificati ogni anno. Se lavori con uno strumento impreciso e conduci il centimetro residuo nell’elevazione del primo piano, potresti non avere una lastra al piano superiore. Quindi studia gli articoli della nostra serie, usa attrezzature moderne e perfeziona le tue abilità. La struttura costruita è il risultato del lavoro scrupoloso di molti specialisti che non vorrebbero davvero che il loro lavoro venisse demolito a causa della disattenzione dei geometri.