1.3.5 Тригонометрическое нивелирование

Тригонометрическое нивелирование применяют при натурных наблюдениях на гидроузлах в основном для определения осадок марок на тонких арочных и земляных плотинах, а также при изучении оползней и обвалоопасных участков.

Метод тригонометрического нивелирования уступает по точности геометрическому и гидростатическому, но в отличие от них позволяет определять осадки точек, расположенных на различных высотах в труднодоступных местах.

Для проведения тригонометрического нивелирования необходимы теодолит, визирные цели (марки) (рисунок 2.2) и знаки для установки теодолита.

Рисунок 1.2 – Формы визирных целей

Визирные цели, используемые в тригонометрическом нивелировании, не отличаются от визирных целей, используемых в триангуляции.

В процессе измерений теодолит устанавливают на плановых знаках. К верху знака дополнительно приваривают высотную марку в виде полусферы для установки нивелирной рейки при передаче отметки на верх знака.

Для высокоточных угловых измерений при натурных наблюдениях на гидроузлах применяют оптические теодолиты, которые обеспечивают среднюю квадратическую ошибку измерения угла одним приемом в лабораторных условиях, равную 1-2′′.

Точность тригонометрического нивелирования определяется в основном влиянием рефракции и приборными ошибками. Последние связаны в основном со смещением визирных осей под влиянием упругих деформаций зрительных труб теодолитов и ошибками диаметров штрихов лимбов вертикальных кругов. Совместное влияние этих ошибок в теодолитах типа Т1, Т2 достигает 6′′. Влияние рефракции может составлять десятки секунд и более. Влияние рефракции на результаты измерения вертикальных углов может быть ослаблено методическими приемами.

Наиболее высокая точность определения осадок (примерно 0.5 мм) может быть достигнута способом нивелирования короткими (до 100 м) лучами. По сравнению с геометрическим нивелированием этот способ позволяет измерять с одной станции значительные превышения, отпадает необходимость в использовании реек, в качестве осадочных марок можно использовать откраски на конструкциях и различные облегченные знаки.

Заслуживает внимание опыт применения тригонометрического нивелирования с постоянных станций. Эта методика позволяет сократить объем линейных измерений (длины линий определяют только в начальном цикле наблюдений), упростить конструкцию осадочных марок и на основе эффективного использования микрокалькуляторов значительно сократить вычислительные работы.

Имеется опыт изучения осадок сооружений методом тригонометрического нивелирования с длинами лучей визирования до 20 м. При равенстве расстояния от теодолита до визирных целей и углов наклона осадки фундаментов определялись со средней квадратической погрешностью 0.5 мм.

1.3.6 Микронивелирование

Микронивелирование не заменяет геометрическое или гидростатическое нивелирование, а лишь дополняет их. Способ микронивелирования находит широкое применение при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, для которых характерны высокие требования к точности монтажа и выверке технологического оборудования.

Применение этого способа целесообразно при определении вертикальных смещений близко расположенных точек с расстоянием между ними порядка 1 м. такие задачи возникают при изучении стабильности различного рода направляющих и отдельных металлических и строительных конструкций (балок, ферм, фундаментов), при определении наклонов и деформаций технологического оборудования. Микронивелирование характеризуется простотой процесса измерений и высокой надежностью получаемых результатов.