Precyzyjna niwelacja – czyli czym na co dzień zajmuje się zespół monitoringu geodezyjnego?

20:16, 23 stycznia 2012

Zespół geodetów pracujący przy budowie centralnego odcinka II linii metra, odgrywa niezwykle istotną rolę. Ich zadaniem jest wykonywanie precyzyjnych pomiarów, które pozwalają stwierdzić, czy grunt bądź też stojące na nim obiekty, osuwają się lub też ulegają wypiętrzeniu.

Inżynierowie dokonują pomiarów na przestrzeni całego odcinka budowy metra, uwzględniając place budowy stacji i wentylatorni szlakowych oraz przylegające do nich strefy oddziaływania budowy.

Na chwilę obecną geodeci obserwują ponad 500 punktów. Wraz z postępem budowy, ilość punktów będzie wzrastać. Do wykonania pomiarów wykorzystują tzw. niwelację precyzyjną.

Pomiar i jego cel

Niwelacja to wyznaczanie różnicy wysokości między dwoma punktami terenowymi – tzw. reperami. Repery instalowane są w strefach potencjalnego oddziaływania budowy, bezpośrednio w gruncie lub też na obiektach.

Przed rozpoczęciem robót budowlanych wykonuje się tzw. pomiar zerowy. Porównując do niego kolejne obserwacje można stwierdzić, czy grunt oraz obiekty na placu budowy lub w jego okolicach, osuwają się lub wypiętrzają.

Warto dodać, że jest to pomiar bardzo precyzyjny. Podaje mierzoną wartość z dokładnością co do setnych części milimetra. Ma to bardzo istotne znaczenie zwłaszcza podczas prowadzenia ciężkich prac ziemnych – przy głębieniu ścian szczelinowych, czy też wybieraniu urobku spod stropu. Analiza wyników wykonanych pomiarów pozwala bowiem przewidzieć ruchy pionowe i w razie potrzeby podjąć kroki zapobiegawcze. Do wykonania pomiaru geodetom niezbędny jest niwelator, umocowany na statywie, oraz kodowe łaty inwarowe. Co to takiego?

 


Niwelator precyzyjny

To zmyślne urządzenie łączy optykę z elektroniką. Wypoziomowany niwelator porównuje obraz docierający do niego przez soczewkę optyczną z obrazem, który został wcześniej zapisany w pamięci urządzenia jako wzorzec. Matryca odczytuje kod z tzw. łaty inwarowej i zapisuje go w pamięci instrumentu.

Po wykonaniu pomiaru, „obserwacje” – bo tak nazywamy dane odczytane w terenie – są transferowane do komputera i za pomocą odpowiedniego oprogramowania przeliczane.

Na podstawie analizy i porównania obliczeń z tzw. pomiarem zerowym można stwierdzić czy punkty badane (repery), a tym samym obiekty, na których są zainstalowane, uległy przemieszczeniom pionowym, czy też nie.

 

Kodowa łata inwarowa

Wygląda jak połączenie długiej, solidnej linijki z poziomicą. Na niej znajduje się kod kreskowy. Niwelator swoim optycznym okiem „skanuje” go i następuje odczyt wysokości na łacie. Inwar (stąd nazwa łaty) to specyficzny stop żelaza i niklu z niewielką ilością węgla i chromu. Taka mieszanka daje gwarancję niekurczliwości materiału i tym samym rzetelności odczytu. Narzędzie tego typu musi być odporne na różne warunki atmosferyczne, w których dokonywany jest pomiar. Wahania temperatury, wilgotność, natężenie światła itp. nie stanowią więc przeszkody podczas pracy geodetów, a odczyt mimo niesprzyjającej aury pozostaje precyzyjny.

 

Fachowa definicja niwelacji geometrycznej

Mówiąc niwelacja precyzyjna, mamy na myśli rodzaj niwelacji geometrycznej, czyli pomiar pionowych odcinków zawartych między poziomą linią celowania a punktami terenowymi. Aby wyznaczyć wspomniane odcinki pionowe, należy w punktach terenowych ustawić łaty niwelacyjne.

 
fot. Maciej Żuchowski, Mateusz Witczyński
 

Zobacz także:
System monitoringu geodezyjnego
Montaż pryzmatów na gmachu Ministerstwa Finansów

___________________

Precise leveling – in other words how daily work of geodetic monitoring team looks like?

The team of geodetic surveyors plays an extremely important role in the construction of the central section of Metro Line 2. They carry out precise measurements which helps in assessing whether the soil or structures constructed on this ground subside or become elevated.

Engineers carry out measurements along the whole section of metro construction, including construction sites of stations and ventilation shafts as well as adjacent construction impact zones.

At present the surveyors measure over 500 points. As construction activities proceed, the number of points is going to increase. To carry out measurements, the surveyors use the so-called precise leveling.

Measurement and its aim

The leveling consists on marking the difference in height between two field points, the so-called benchmarks. They are installed in the zones of potential impact of construction process, directly in the ground or on structures.

Prior to commencing the construction works, the so-called zero measurement is executed. Comparing it to next measurements one can see whether the soil or structures at construction sites or its vicinity are subject to subsidence or elevation.

It’s worth adding that it’s a very precise measurement. It gives us a value measured with the accuracy of hundredth of a millimeter. It has an essential importance especially during heavy earthworks related to diaphragm works dredging or evacuating the excavated material from under the slab. The analysis of results of the executed measurements gives us the possibility to predict the vertical displacements and undertake preventive measures if required. In order to carry out a measurement, the surveyors need the leveling instrument fastened to tripod as well as invar rods. What are they?

Leveling instrument

This ingenious instrument links optics and electronics. The leveled instrument compares image reaching it through optical lens with image which was previously registered in the instrument’s memory as a model. Matrix reads the code from the so-called invar rod and registers it in the instrument’s memory.

Having completed the measurement, the “observations” – that is how we call data obtained in situ – are transferred to computer and calculated with the use of appropriate software.

On the basis of analysis and comparison of calculations and zero measurement we can see whether measured points (benchmarks) and in consequence structures on which they are installed, suffered vertical displacements or not.

Invar rod

It looks like a combination of long, solid ruler and spirit level. There you can find a bar code. Levelling instrument, through its “optical eye”, scans the bar code and reads the level. Invar (hence name of instrument) is a nickel iron alloy with small admixture of carbon and chrome. Such mixture guarantees a non-shrink material and in consequence provides a reliable reading. Invar rod should be resistant to different atmospheric conditions. Sudden temperature fluctuations, humidity, intensity of light, ecc. do not disturb the surveyors while working and despite unfavorable weather the reading remains precise.

Specialist definition of geometric leveling

When we say precise leveling, we have in mind the type of geometric leveling according to which we measure vertical sections in between the horizontal line of sight andfield points. To set the vertical sections we need to place the leveling rods in field points.

Photo Maciej Żuchowski, Mateusz Witczyński

See also:
System monitoringu geodezyjnego
Montaż pryzmatów na gmachu Ministerstwa Finansów

 

18:33, 23 stycznia 2012
15:36, 23 stycznia 2012
16:10, 17 stycznia 2012
17:24, 16 stycznia 2012
14:26, 13 stycznia 2012
17:34, 12 stycznia 2012
19:35, 11 stycznia 2012
10:24, 12 grudnia 2011
17:11, 29 listopada 2011

Oferty pracy

  • Facebook