利用Cscan技术检测LNG储罐基坑混凝土密实性
Cscan混凝土检测设备
北京同度工程物探技术公司研发的混凝土通用检测仪以及专用检波器拖缆被用于Cscan混凝土检测。图1展示了检测设备的外观。
（1）混凝土通用检测仪，（2）检波器拖缆
Cscan观测方案
Cscan法的数据采集方案遵循散射波特点与数据处理技术要求，与传统反射方法不同。传统地震反射数据采集基于多次叠加，采用大间距、长排列、多次覆盖方案，以消除局部异常，突出平缓趋势界面。而Cscan法侧重突出混凝土内部局部异常，每个数据重点分析近激发点下的结构特征。检波器间距、炮间距影响结果横向分辨率，工作频率影响纵向分辨率，因此需采用小间距、短排列、高频率采集方式。
通常使用32道检波器拖缆接收信号，间距25cm，50cm偏移距激发，震源与检波器同步滚动，每次滚动步长50cm。使用检波器拖缆接收信号，是因为单个数据中道数越多，越便于同相轴追踪，利于方向滤波，同时保证排列长度大于四分之一波长，避免假频出现。尽管检波器拖缆采集效率高于独立检波器，但需用隔声材料（如隔音棉）包裹，以减少干扰波影响。
Cscan检测结果的工程解释要点
Cscan技术结果为偏移图像与波速图像。偏移图像是混凝土构件内部不均匀性界面的弹性波阻抗差异成像。偏移图像工程解释原则如下：
1、红蓝条纹表示混凝土内波阻抗差异界面，条纹少则结构均匀，多则均匀性差，条纹位置即界面位置，颜色越重，波阻抗差异越大。
2、红色条纹为正反射，界面下部介质波阻抗高，波速增大，密实性增强，弹性模量增高，刚性增强。
3、蓝色条纹为负反射，界面下部介质波阻抗低，波速降低，密实性变差，弹性模量降低，刚性变弱。
4、蓝红条纹组合，表示混凝土不均匀、欠密实。
波速图像反映介质物理力学性状，波速高则混凝土坚硬，承载力大；波速低则松软，承载力差。低波速异常是判断空洞、不密实、裂缝带的主要依据。混凝土纵波波速与标号正相关，具体对应关系可参考《混凝土结构无损检测与故障处理及修复加固技术手册》。检测结果工程解释以偏移图像为主，波速图像为辅，二者通常一致，可互相验证。
现场应用及验证
对某液化天然气应急调峰站接收站工程下沉式LNG储罐基坑进行混凝土密实性检测。该大体积混凝土构件为圆柱体，直径100m，高度3.8~4.3m，结构如图2所示。因外圈结构物施工，无法检测最大直径位置，现场采集布置如图3。
基坑结构示意图
试验测线NS布设示意
图4偏移图像中，横坐标为水平坐标，纵坐标为深度坐标。检测结果显示：
横坐标0-7m与89-96m，深度3.8m附近，以及横坐标7-89m，深度4.3m附近的黄色条纹，为基坑混凝土结构底部界面。
混凝土底界面清晰，中部厚约4.3m，两侧减薄，厚度与设计基本一致。
横坐标0-28m，深度2.5-4m范围内存在断续红、蓝条纹，表明混凝土不均匀，存在结构差异大的界面，不密实，可能因骨料粒度过大或振捣不足。图中用红色虚线框圈定位置。
测线NS偏移图像
图5速度剖面图像中，横坐标为水平坐标，纵坐标为深度坐标。色标表示混凝土内部波速分布，红色为高波速，蓝色为低波速。检测结果显示：
测线NS速度剖面图像
剖面内混凝土波速分布在1900-3700m/s，均匀性差。现场分几处浇筑，浇筑位置波速高且均匀，浇筑位置间波速低，约1900m/s，呈深蓝色。
测线坐标45-55m中心范围内，混凝土波速偏高，达2800-3700m/s。
对应偏移图像有问题的里程0-28m，波速差异大，速度剖面内混凝土波速分布在1900-3700m/s，欠均匀，离散度大。
为验证检测结果，在测线坐标3m处钻取芯样，长度2.9m。芯样整体质量较好，但2.53m处断裂，2.53-2.9m深度范围内有小气孔和垂直状裂缝，与Cscan检测结果基本一致，如图7。
测线取芯芯样（2.5-2.9m处）
