UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · Deslizamientos ... de estabilidad de taludes..... 67 Tabla 23. Resultados del FS calculado en el perfil B, mediante los distintos

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y

AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA

ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DEL TERRENO DE LA COMUNIDAD

LA VAINILLA, CANTÓN SANTA ANA – PROVINCIA DE MANABÍ

Trabajo de Titulación, Modalidad Proyecto de Investigación previo a la

obtención del título de Ingeniera en Geología

AUTOR: Orellana Campoverde Katherine Anabel

TUTOR: Ing. Marlon René Ponce Zambrano, M.Sc.

Quito, Abril del 2017

ii

DEDICATORIA

A Dios, por darme la voluntad para cumplir esta gran meta sin

declinar.

A mis dos madres, que con su amor, apoyo y confianza han forjado en

mí un espíritu emprendedor.

A mi familia, que ha sido fuente de valores y enseñanzas.

iii

AGRADECIMIENTOS

Al ingeniero Richard Vera y Francisco Viteri, quienes me han guiado

durante toda la etapa como estudiante.

Al ingeniero Danny Burbano y Marlon Ponce, que han colaborado en

gran parte para la realización de este trabajo.

A las entidades y personas que fueron parte de cada fase para la

ejecución del estudio.

iv

©AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, Katherine Anabel Orellana Campoverde, en calidad de autor del Trabajo de

Investigación: “Análisis de la estabilidad del terreno de la comunidad La Vainilla, cantón

Santa Ana – Provincia de Manabí”, autorizo a la Universidad Central del Ecuador, hacer

uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra,

con fines estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente

autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los

artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su

Reglamento.

Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización

y publicación de este trabajo de investigación en el repositorio virtual, de conformidad a

lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

Quito, a los doce días del mes de abril del 2017

Katherine Anabel Orellana Campoverde

CI: 1725192882

Telf: 0986804121

E-mail: [email protected]

v



AMBIENTAL


APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR

Yo, Marlon René Ponce Zambrano, en calidad de tutor del trabajo de titulación:

“ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DEL TERRENO DE LA COMUNIDAD LA

VAINILLA, CANTÓN SANTA ANA – PROVINCIA DE MANABÍ”, elaborado por la

señorita KATHERINE ANABEL ORELLANA CAMPOVERDE, estudiante de la

carrera de Ingeniería en Geología, de la Facultad de Ingeniería en Geología, Minas,

Petróleos y Ambiental de la Universidad Central del Ecuador, considero que el mismo

reúne los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico y en el campo

epistemológico, para ser sometido a la evaluación por parte del jurado examinador que se

designe, por lo que lo APRUEBO, a fin de que el trabajo del proyecto Investigativo sea

habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la Universidad

Central del Ecuador.

En la ciudad de Quito, a los tres días del mes de abril del 2017.

___________________________

Marlon René Ponce Zambrano

Ingeniero de minas magister en geotecnia

CI: 1305104455

vi



AMBIENTAL


APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL

TRIBUNAL

El tribunal constituido por: Ing. Francisco Viteri, presidente del tribunal de grado oral;

Ing. Danny Burbano, e Ing. Nelson Arias como miembros, DECLARAN: Que el presente

proyecto de investigación denominado “ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DEL

TERRENO DE LA COMUNIDAD LA VAINILLA, CANTÓN SANTA ANA –

PROVINCIA DE MANABÍ”, preparado por la señorita ORELLANA CAMPOVERDE

KATHERINE ANABEL, egresada de la Carrera de Ingeniería en Geología, ha sido

revisado, verificado y evaluado detenida y legalmente, dando fe de la originalidad del

presente trabajo.

En la ciudad de Quito, a los doce días del mes de abril del 2017.

_______________________

Ing. Francisco Viteri

DELEGADO DEL SUBDECANO

_______________________ _______________________

Ing. Danny Burbano Ing. Nelson Arias

MIEMBRO MIEMBRO

vii

CONTENIDO

…………pág.

ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................. X

ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................... XII

GLOSARIO .................................................................................................................. XIV

RESUMEN .................................................................................................................... XV

ABSTRACT ................................................................................................................. XVI

CAPÍTULO I .................................................................................................................. 1

1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 1 1.1. Localización del área de estudio .............................................................................................. 1 1.2. Estudios previos ........................................................................................................................ 2 1.3. Justificación ............................................................................................................................... 3 1.4. Objetivos .................................................................................................................................... 4

1.4.1. Objetivo general ............................................................................................................... 4 1.4.2. Objetivos específicos ........................................................................................................ 4

1.5. Alcance ....................................................................................................................................... 5

CAPÍTULO II ................................................................................................................. 6

2. FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA .............................................................................. 6 2.1. Introducción .............................................................................................................................. 6

2.1.1. Factores condicionantes ................................................................................................... 8 2.1.2. Procesos geodinámicos detonantes .................................................................................. 8

2.2. Estabilidad de taludes ............................................................................................................. 12 2.2.1. Deslizamientos ................................................................................................................ 14 2.2.2. Sifonamiento ................................................................................................................... 14 2.2.3. Licuefacción .................................................................................................................... 14

2.3. Método de Equilibrio Límite (MEL) ..................................................................................... 15 2.4. Metodología ............................................................................................................................. 17

viii

CAPÍTULO III ............................................................................................................. 21

3. CONTEXTO GEOLÓGICO ..................................................................................................... 21 3.1. Geología regional .................................................................................................................... 21 3.2. Contexto geodinámico ............................................................................................................ 24 3.3. Geología estructural ................................................................................................................ 26

CAPÍTULO IV .............................................................................................................. 29

4. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA – GEOTÉCNICA ....................................................... 29 4.1. Relieve ...................................................................................................................................... 29 4.2. Geomorfología ......................................................................................................................... 31 4.3. Hidrografía .............................................................................................................................. 31 4.4. Geología local .......................................................................................................................... 34 4.5. Caracterización geomecánica in situ ..................................................................................... 39 4.6. Determinación de parámetros geomecánicos en laboratorio .............................................. 40

4.6.1. Contenido de humedad (W%)....................................................................................... 41 4.6.2. Granulometría por lavado ............................................................................................. 42 4.6.3. Límites de Atterberg (LL, LP e IP) .............................................................................. 43 4.6.4. Peso específico (δ) ........................................................................................................... 46 4.6.5. Ángulo de rozamiento interno y cohesión (ϕ y ϲ) ........................................................ 47 4.6.6. Coeficientes de carga sísmica (Kh y Kv) ........................................................................ 49 4.6.7. Parámetros geomecánicos .............................................................................................. 49

CAPÍTULO V ............................................................................................................... 53

5. CÁLCULO DE LOS FACTORES DE SEGURIDAD ............................................................... 53 5.1. Cálculo de factores de seguridad para los Escenarios ......................................................... 53

5.1.1. Escenario con nivel freático bajo .................................................................................. 53 5.1.2. Escenario con nivel freático alto ................................................................................... 56 5.1.3. Escenario con nivel freático bajo y carga sísmica ....................................................... 59 5.1.4. Escenario con nivel freático alto y carga sísmica ......................................................... 62

CAPÍTULO VI .............................................................................................................. 66

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................. 66

CAPÍTULO VII ............................................................................................................ 71

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................................... 71 7.1. Conclusiones ............................................................................................................................ 71 7.2. Recomendaciones .................................................................................................................... 72

CITAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 73

ix

ANEXOS ....................................................................................................................... 76

ANEXO A: Mapas .............................................................................................................................. 77

ANEXO B: Perfiles ............................................................................................................................. 81

ANEXO C: Parámetros geotécnicos y factores de seguridad ............................................................ 86

x

ÍNDICE DE FIGURAS

…………pág.

Figura 1. Ubicación geográfica de la zona de estudio. .................................................................. 1

Figura 2. Clasificación general de los movimientos de ladera ...................................................... 7

Figura 3. Zonas sísmicas en Ecuador. ......................................................................................... 10

Figura 4. Fuerzas estabilizadoras y desestabilizadoras en un talud con rotura circular .............. 13

Figura 5. Principios básicos del método equilibrio límite. .......................................................... 16

Figura 6. Metodología empleada. ................................................................................................ 19

Figura 7. Ubicación de la cuenca de Manabí .............................................................................. 21

Figura 8. Ciclos sedimentarios en la Cuenca de Manabí. ........................................................... 22

Figura 9. Secuencia litoestratigráfica de la cuenca de Manabí. .................................................. 23

Figura 10. Marco geodinámico ecuatoriano. ............................................................................... 24

Figura 11. Ubicación de los terremotos de mayor magnitud en la costa ecuatoriana ................. 25

Figura 12. Mapa de fallas y pliegues cuaternarios ...................................................................... 27

Figura 13. Interpretación geológica mediante métodos geofísicos ............................................. 28

Figura 14. Mapa de pendientes de la zona de estudio. ................................................................ 29

Figura 15. Distribución de elevaciones en el sector La Vainilla.. ............................................... 30

Figura 16. Hidrografía del sector de estudio, cuenca hidrográfica del Río Portoviejo.. ............. 32

Figura 17. Mapa de puntos de emersión de agua y grietas de tracción. ...................................... 33

Figura 18. Pozo de agua estancada a nivel superficial. ............................................................... 33

Figura 19. Grietas de tracción afectando el terreno y viviendas en la comunidad La Vainilla. .. 34

Figura 20. Levantamiento geológico del sector La Vainilla. ...................................................... 35

Figura 21. Areniscas de grano medio, pseudoestratificadas y diaclasadas, pertenecientes a la Fm.

Onzole. ........................................................................................................................................ 36

Figura 22. Lutitas físiles con intercalaciones de areniscas de grano fino correspondientes a la

Fm. Onzole. ................................................................................................................................. 36

Figura 23. Conglomerados de la Fm. Borbón. ............................................................................ 37

Figura 24. Suelos de composición areno-limoso en el sector La Vainilla. ................................. 38

Figura 25. Deslizamiento traslacional en el sector La Vainilla, depósitos coluviales................ 38

Figura 26. Perfiles geológicos realizados en el sector La Vainilla. ............................................. 50

Figura 27. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático bajo, sin carga

sísmica en los perfiles A, B, C. ................................................................................................... 54

Figura 28. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático bajo, sin

carga sísmica en los perfiles A, B, C. .......................................................................................... 55

Figura 29. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático alto, sin carga


xi

Figura 30. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático alto, sin

carga sísmica en los perfiles A, B, C. .......................................................................................... 58

Figura 31. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático bajo y carga


Figura 32. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático bajo y carga


Figura 33. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático alto y carga


Figura 34. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático alto y carga


xii

ÍNDICE DE TABLAS

…………pág.

Tabla 1. Factores que condicionan la estabilidad de un talud. ......................................... 8

Tabla 2. Factores que desencadenan fenómenos de remoción en masa. .......................... 9

Tabla 3. Tipo de suelo y factores de sitio Fa .................................................................. 11

Tabla 4. Métodos de equilibrio límite más utilizados. ................................................... 16

Tabla 5. Factores de seguridad por corte mínimos ......................................................... 17

Tabla 6. Caracterización para la clasificación geomecánica de la familia de diaclasas A.

........................................................................................................................................ 39

Tabla 7. Caracterización para la clasificación geomecánica de la familia de diaclasas B.

........................................................................................................................................ 39

Tabla 8. Clasificación geomecánica del macizo rocoso según RMR. ............................ 40

Tabla 9. Resultados del ensayo de contenido de humedad............................................. 41

Tabla 10. Resultados del análisis granulométrico por lavado. ....................................... 42

Tabla 11. Resultados del ensayo de límites de Atterberg. .............................................. 44

Tabla 12. Clasificación de los suelos según SUCS. ....................................................... 45

Tabla 13. Clasificación de los suelos según AASHTO. ................................................. 46

Tabla 14. Resultados del ensayo de peso específico. ..................................................... 47

Tabla 15. Resultados obtenidos para la cohesión y ángulo de fricción interna. ............. 48

Tabla 16. Resumen de los parámetros para la caracterización de los suelos.................. 51

Tabla 17. Valores de los parámetros geotécnicos recopilados para la Fm. Onzole (Modificado

de: Pachacama, 2016) .................................................................................................................. 52

Tabla 18. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático bajo, mediante los

distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes. .............................................................. 56

Tabla 19. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático alto, mediante los

distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes. .............................................................. 59

Tabla 20. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático bajo + carga

sísmica, mediante los distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes. ........................... 62

Tabla 21. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático alto + carga

sísmica, mediante los distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes. ........................... 65

Tabla 22. Resultados del FS calculado en el perfil A, mediante los distintos métodos de análisis

de estabilidad de taludes. ............................................................................................................. 67

Tabla 23. Resultados del FS calculado en el perfil B, mediante los distintos métodos de análisis


xiii

Tabla 24. Resultados del FS calculado en el perfil C, mediante los distintos métodos de análisis


Tabla 25. Resultados del FS calculado en el perfil D, mediante los distintos métodos de análisis


xiv

GLOSARIO

AASHTO: american association of state highway and transportation officials

ASTM: american society for testing and materials

CL: arcilla de baja plasticidad

FRM: fenómeno de remoción en masa

FS: factor de seguridad

IG: índice de grupo – clasificación AASHTO

IP: índice de plasticidad

Kh: coeficiente de carga sísmica horizontal

Kv: coeficiente de carga sísmica vertical

LL: límite líquido

LP: límite plástico

MEF: método de elementos finitos

MEL: método de equilibrio límite

NEC: norma ecuatoriana de la construcción

RMR: rock mass rating

RQD: rock quality design

SC: arena arcillosa

SUCS: sistema unificado de clasificación de suelos

W%: contenido de humedad natural

Φ: ángulo de fricción interna

ϲ: cohesión

δ: peso específico

xv

TEMA: “Análisis de la estabilidad del terreno de la comunidad La Vainilla, cantón Santa

Ana – provincia de Manabí”

Autor: Katherine Anabel Orellana Campoverde

Tutor: Ing. Marlon René Ponce, MSc.

RESUMEN

La zona del presente estudio se encuentra localizado en la comunidad la Vainilla, cantón

Santa Ana - provincia de Manabí; el sector ha sido escenario de múltiples eventos de

movimientos en masa, que han causado pérdidas económicas y humanas, por lo que es

necesario el análisis de la estabilidad de los taludes para tomar medidas preventivas y de

mitigación. Geológicamente se ubica en la cuenca Manabí, identificando tres unidades

litológicas: Formación Onzole, Formación Borbón y Depósitos Cuaternarios; las mismas

que evidencian ambientes marinos someros a transicionales.

En esta investigación se ha tomado como caso de estudio, la comunidad La Vainilla, la

cual se encuentra dentro de la zona sísmica VI, que posee un valor de 0,5 gales del factor

de aceleración sísmica máxima. Se ha realizado la caracterización geomecánica y

determinación de los parámetros geotécnicos para la modelación del terreno, el tipo de

suelos es CL dentro de la clasificación SUCS, caracterizado por arcillas inorgánicas de

baja plasticidad.

Posteriormente, se realizó el análisis de estabilidad de taludes mediante métodos de

equilibrio límite (MEL), calculando los factores de seguridad para cuatro escenarios que

varían en nivel freático y la acción sísmica en cuatro perfiles del terreno. Como

resultados, se determina que el factor detonante que más afecta es la carga sísmica, en

estos escenarios se denota valores FS menores a 1, lo que expresa la inestabilidad del

terreno y en menor grado la acción del agua. El mecanismo de rotura circular muestra FS

menores en comparación a la rotura plana, sin embargo, esta última posee una longitud

de falla mayor. El método de análisis Janbu Simplificado ha sido el más sensible de los

métodos utilizados. Se recomienda realizar un monitoreo continuo al movimiento de

masa.

Palabras clave: MOVIMIENTOS EN MASA, ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE

TALUDES, CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA, MÉTODO DE EQUILIBRIO

LÍMITE, FACTOR DE SEGURIDAD.

xvi

TITLE: “Stability analysis of La Vainilla Community terrain, Santa Ana canton –

Manabí province”

Author: Katherine Anabel Orellana Campoverde

Tutor: Ing. Marlon René Ponce, MSc.

ABSTRACT

The zone of the present investigation is located in the community of La Vainilla, canton

of Santa Ana – Manabí province. The place has been scenario of multiple mass movement

events who have caused lots of money and human losses, so it’s necessary to slope

stability analysis to take preventive and mitigation decisions. Geologically, it’s located in

the Manabí Basin, identifying three lithologic units: Onzole formation, Borbon formation

and Quaternary Deposits; the same that evidency shallow marine to transitional

environment.

In this research has taken a study case, La Vainilla community, which it´s whitin the

seismic zone VI, that has a seismic acceleration factor of 0.5 gals. The geomechanical

characterization has been made and the geotechnical parameters determination for the

terrain modeling, the soil type is CL in the SUCS classification, characterized by

inorganic clays with low plasticity.

Later, the slope stability analysis has been realized, by the limit equilibrium methods

(LEM), calculating the safety factors (SF) for four scenarios that vary in freatic level and

seismic action in four terrain profiles. As a result, is determined that the detonating factor

most affects the stability is the seismic load, in those scenarios has noted FS values less

than 1, which expresses the terrain instability and in a minor extent the action of the water.

The circular break mechanism shows smaller FS values in comparison to flat break,

however, the latter has a longer fault length. The Janbu Simplified analysis method has

been the most conservative among the methods used. It’s recommended to perform a

continuous monitoring of the mass movement.

Key words: MASS MOVEMENTS, SLOPE STABILITY ANALYSIS,

GEOMECHANIC CHARACTERIZATION, EQUILIBRIUM LIMIT METHOD,

SAFETY FACTOR.

I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original document in Spanish.

___________________________

Ing. Marlon René Ponce, M.Sc. Tutor

CI: 1305104455

1

CAPÍTULO I 1. INTRODUCCIÓN

1.1. Localización del área de estudio

La zona de estudio, se encuentra ubicada en la región costa del Ecuador, provincia de

Manabí, cantón Santa Ana, dentro de la parroquia Honorato Vásquez (Fig. 1). Comprende

el área de la comunidad La Vainilla, de 25 Ha, aproximadamente.

PERÚ

COLOMBIA

GUAYAS

SANTA ANA

HONORATO VÁSQUEZ PORTOVIEJO

JIPIJAPA

SUCRE

Figura 1. Ubicación geográfica de la zona de estudio.

Ubicación Provincial

Ubicación Cantonal

SIMBOLOGÍA

Zona de estudio Zonas adyacentes

2

1.2. Estudios previos

El presente estudio muestra una síntesis del aporte de textos y artículos investigativos de

mayor pertinencia, que ayudarán a la investigación. Dicha síntesis se presentará

cronológicamente, a continuación:

Según Aguirre, (2005) en su trabajo “Susceptibilidad al deslizamiento de los suelos y

rocas de la Provincia de Manabí”, destaca que los suelos en la provincia son, “en su

mayoría, limosos”, se han reportado aludes principalmente en época de lluvia, debido a

la saturación continua del suelo.

Flores, (2009) en su libro “Geoprocesamiento Satelital para Investigación Superficial del

Terreno en la Provincia de Manabí” identifica las características de los suelos presentes

en la provincia, así como la geología regional e histórica y la secuencia estratigráfica, en

la misma que se evidencia que en el cantón Santa Ana existe la presencia principalmente

de dos formaciones: Formación Onzole, que comprende arcillas y limolitas laminadas de

coloración verdosa con niveles superiores arenosos; y la Formación Borbón, compuesta

por areniscas de grano medio a grueso intercalado con niveles calcáreos que contienen

abundantes microfósiles y en su parte superior predominan arcillas con mezcla de

areniscas y limolitas.

Los deslizamientos ocurridos cercanos a la zona de estudio, cantón Santa Ana, así como

en otros cantones de la provincia, expresan la susceptibilidad de los suelos a movimientos

en masa que presenta en general la provincia de Manabí.

El Ministerio de Transporte y Obras Públicas R-4, (2012) efectuó el estudio para la

rehabilitación, mejoramiento y mantenimiento de la vía Santa Ana – Poza Honda; donde

se identifican varios lineamientos que atraviesan el cantón Santa Ana, principalmente con

dirección NE - SW, el rasgo estructural más importante determinado, según el MTOP R-

4, es la presencia de una “falla con dirección N60°E”, estos rasgos estructurales presentan

una tendencia similar a las fallas principales de la cuenca de Manabí.

Adicionalmente, este estudio señala la ocurrencia de varios deslizamientos de “gran

magnitud”, como el ocurrido en el sector Las Guaijas, cercano a la zona de la presente

investigación, en el año 1997, que provocó pérdidas humanas y de obras viales públicas.

3

En la comunidad Las Piedras, zona rural del catón Santa Ana, “se evidencia un colapso

de suelo y roca”, producido por la sobresaturación del suelo.

INIGEMM, (2016, no publicado) realizó el estudio de “Evaluación de las zonas

inestables e inventario de los movimientos en masa, cantón Santa Ana” en el cual se

reporta la presencia de grietas de tensión que afectan infraestructura privada dentro de la

comunidad “La Vainilla”, de igual manera, deslizamientos del suelo afectarían obras

civiles públicas, como la vía que conecta la zona rural de la parroquia Honorato Vásquez

con la zona urbana de Santa Ana.

Adicionalmente, se reportaron zonas de surgimiento y acumulación de agua que han

emergido, especialmente, en períodos de lluvia, probablemente debido a la saturación de

los suelos. Las grietas, al igual que los puntos de agua, se han propagado desde 1998,

principalmente, en temporada invernal.

1.3. Justificación

Según Demorales & D’Ercole (2001), en su estudio, “Cartografía de riesgos y

capacidades en el Ecuador”, la provincia de Manabí parecería haber sufrido la mayor

cantidad de deslizamientos (más de 40 eventos). Le sigue Pichincha (25 deslizamientos),

y en tercer lugar, Guayas y Esmeraldas y otras provincias del centro y sur de la sierra.

Por lo expuesto, se evidencia que la provincia de Manabí es una zona de mayor

recurrencia de deslizamientos, los mismos que se han suscitado principalmente en meses

de intensas lluvias.

Se han reportado deslizamientos en la zona rural del cantón Santa Ana, que han afectado

a las comunidades, con pérdidas humanas, daños en infraestructura y obras civiles tanto

privadas como públicas (Aguirre, 2005; Flores, 2009; MTOP R-4, 2012).

En la comunidad La Vainilla, cantón Santa Ana, se han reportado grietas de tensión y la

influencia de agua que ha emergido y se encuentra acumulada constantemente, lo que

sumado a fuertes lluvias saturaría el suelo actuando como un factor detonante, además, el

tipo de suelos, siendo en su mayoría, limos y arcillas, aumenta la susceptibilidad a

deslizamientos.

4

Debido a la alta susceptibilidad, en general, que presentan los suelos de la provincia de

Manabí a deslizamientos, y los indicios de inestabilidad del terreno en la zona de estudio,

con el presente proyecto de investigación se pretende analizar la inestabilidad del terreno

sobre el cual está asentada la comunidad La Vainilla, calculando el factor de seguridad

para distintos escenarios de saturación del suelo y carga sísmica, en base a los resultados

se planteará medidas de mitigación y corrección eficientes a la problemática de

inestabilidad, las mismas que ayudarían a evitar o minimizar las pérdidas tanto humanas

como materiales.

1.4. Objetivos

1.4.1. Objetivo general

Analizar la inestabilidad del terreno sobre el cual se asienta la comunidad La Vainilla,

cantón Santa Ana, provincia de Manabí.

1.4.2. Objetivos específicos

i. Identificar la litología presente, mediante la cartografía geológica a escala

1:5.000 en la comunidad La Vainilla, cantón Santa Ana.

ii. Determinar las características geomecánicas y los parámetros geotécnicos

(granulometría, peso específico, cohesión, ángulo de fricción interna) de los

suelos en la zona de estudio.

iii. Calcular los factores de seguridad mediante el uso del software Slide

(Rocscience) para diferentes escenarios de saturación agua, con efecto

sísmico pseudoestático, en el terreno de la comunidad La Vainilla, cantón

Santa Ana.

iv. Proponer las medidas correctivas ante la inestabilidad del terreno en la zona

de estudio.

5

1.5. Alcance

El presente proyecto se orienta a realizar el análisis de la estabilidad que presenta el

terreno sobre el cual se asienta la comunidad La Vainilla, ubicada en cantón Santa Ana,

provincia de Manabí (coordenadas aproximadas: Datum UTM, Psad 56, N9879560 /

E0595045; zona 17 Sur).

La zona de estudio comprende un área aproximada de 25 Ha, que está siendo afectada por

deslizamientos, para lo cual se generará un mapa topográfico a escala 1:5.000 a partir de

un modelo de elevación digital (DEM) y subsecuentemente cuatro perfiles topográficos

que permitan conocer la geometría del terreno.

Adicionalmente, se realizará el levantamiento geológico a escala 1:5.000 que

proporcionará un mapa geológico a la escala mencionada y un corte geológico en cada

uno de los perfiles topográficos propuestos, en el área de investigación; además, se

determinará propiedades índices de los suelos y propiedades resistentes (la granulometría,

cohesión, ángulo de fricción interna y peso específico del terreno) que serán insumos para

la modelación de su estabilidad.

Se calculará los factores de seguridad, mediante la modelación en el software Slide para

varios escenarios, considerando la afectación de presión de poros y la afectación sísmica.

A partir del análisis de los resultados, se propondrá las medidas de prevención más

eficaces para la problemática de inestabilidad.

6

CAPÍTULO II

2. FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA

2.1. Introducción

Existe una gran diversidad de definiciones que engloba el término “fenómenos de

remoción en masa”, este refleja la naturaleza compleja de las distintas disciplinas

asociadas con su estudio (Highland & Bobrowsky, 2008).

Desde el punto de vista del presente estudio, un fenómeno de remoción en masa es, en

general, un término usado para describir procesos de la geodinámica externa, los cuales

modifican las diferentes formas del terreno (Mora, 1993), incluyen movimientos hacia

abajo o afuera del talud, del material que lo compone, bajo la influencia de la gravedad

(Glade & Crozier, 2005).

Entre las áreas más propensas a la inestabilidad, están las zonas con procesos erosivos y

de meteorización intensos, laderas de valles fluviales, zonas con materiales blandos y

sueltos, con macizos rocosos arcillosos, zonas sísmicas, zonas de precipitación elevada

(González de Vallejo et al., 2002).

En la literatura científica, existen varias clasificaciones para los Movimientos en Masa,

que pueden ser en función de: el tipo de material involucrado, el mecanismo de

movimiento (Fig. 2), la velocidad del movimiento, el volumen de material removido,

grado de deformación del material y el grado de saturación. Entre las clasificaciones más

extendidas de los movimientos en masa, también denominados movimientos de ladera,

según González de Vallejo, (2002); se encuentran la de Varnes, (1984); Hutchinson,

(1988); EPOCH, (1993).

7

Figura 2. Clasificación general de los movimientos de ladera (Tomado de: González de Vallejo et al.,

2002)

8

2.1.1. Factores condicionantes

Los factores que controlan los movimientos de las laderas son aquellos capaces de

modificar las fuerzas internas y externas que actúan sobre el terreno, uno de estos factores

son denominados condicionantes (tabla 1), los cuales dependen de la propia naturaleza

del terreno, su estructura y forma (González de Vallejo et al., 2002).

Las laderas que han permanecido estables por muchos años pueden fallar en forma

imprevista debido a cambios topográficos, sismicidad, flujos de agua subterránea,

cambios en la resistencia del suelo, meteorización o factores de tipo antrópico o natural

que modifiquen su estado natural de estabilidad (Suarez Díaz, 1998).

El comportamiento hidrogeológico se asocia a las características litológicas y

estructurales y al grado de alteración y meteorización de los materiales. El agua aumenta

la presión intersticial de los poros y el peso del terreno, lo que resulta en la reducción de

la resistencia al corte del material y la amplificación de las fuerzas desestabilizadoras


2.1.2. Procesos geodinámicos detonantes

La acción de la gravedad, el debilitamiento progresivo de los materiales, debido

principalmente a la meteorización, y la actuación de otros fenómenos naturales y

ambientales, hacen que los movimientos del terreno sean relativamente habituales en el

medio geológico (González de Vallejo et al., 2002).

Factores Condicionantes

Litológicos:

Tipo de roca, alteración,

meteorización

Estructurales:

Fallas, estratificaciones,

diaclasas

Morfológicos:

Pendiente del talud o ladera

Vegetación:

Raíces, pueden favorecer a la estabilidad,

disminuyendo la erosión

Tabla 1. Factores que condicionan la estabilidad de un talud.

9

Los factores desencadenantes (tabla 2) son considerados como factores externos que

provocan o desencadenan las inestabilidades y son responsables, por lo general, de la

magnitud y velocidad de los movimientos (González de Vallejo et al., 2002).

Los movimientos en masa involucran el movimiento de los materiales que componen la

ladera, bajo la influencia de la gravedad, y pueden ser disparados por acción del agua

(lluvias torrenciales, niveles freáticos altos), sismos (pueden provocar licuefacción de los

suelos) y actividad humana (cambio en las tensiones naturales) (Mora, 1993).

- Acción del agua: La saturación de los materiales es una causa primaria de los

deslizamientos (Highland & Bobrowsky, 2008), produce variaciones en la

humedad, hidrogeología y presión de poros, lo que subsecuentemente, disminuiría

la resistencia del suelo; las lluvias y deslizamientos están estrechamente

asociados, las inundaciones pueden causar deslizamientos al saturar el material y

aumentar la presión en los poros, al igual que los deslizamientos también pueden

generar inundaciones cuando el material removido obstruye el paso de las

corrientes de agua.

- Sismos: Muchas áreas, que son vulnerables a los deslizamientos, también han

sufrido el efecto de la actividad sísmica de magnitudes moderadas. Los terremotos

en dichas áreas aumentan considerablemente la probabilidad de que se produzcan

deslizamientos (Highland & Bobrowsky, 2008), debido a que las ondas sísmicas

o vibraciones, provocan aceleraciones en el terreno que favorecen la rotura y

licuefacción (Corominas, 1987).

Factores desencadenantes

Acción del agua:

El agua favorece la meteorización, aumenta la presión intersticial o satura

el material.

Sismos:

Las ondas sísmicas pueden cambiar el estado de los

esfuerzos en los materiales, pueden provocar

licuefacción de los suelos

Antrópicos:

La actividad humana puede causar cambios en el estado

tenso-deformacional natural de una ladera, ya

sea por sobrecarga, excavaciones o cambios en

la hidrología

Tabla 2. Factores que desencadenan fenómenos de remoción en masa.

10

En el Ecuador se ha clasificado el territorio en varias zonas sísmicas según los valores

del factor de la aceleración, dando como resultado seis zonas que se muestra en la

(Fig. 3). La comunidad la vainilla se localiza en la región litoral (zona sísmica VI), la

misma que posee un valor del factor de la aceleración sísmica de 0,50 gales (Norma

Ecuatoriana de la Construcción, 2014).

Según la norma ecuatoriana de la construcción (NEC-SE-CM, 2014), para análisis

pseudoestáticos, la demanda sísmica será del 60% de la aceleración máxima del terreno

(Ec. 1), por el contrario, la componente vertical (Ev) se define como la componente

horizontal de la aceleración (Eh) por un factor mínimo de 2/3 (Ec. 2).

𝑘ℎ = 0.6(𝑎𝑚𝑎𝑥) Ecuación (1)

𝐸𝑣 ≥2

3𝐸ℎ Ecuación (2)

Donde:

Figura 3. Zonas sísmicas en Ecuador. (Modificado de: Norma ecuatoriana de la construcción,

2014)

11

𝑎𝑚𝑎𝑥 = 𝑍 ∗ 𝐹𝑎

El Factor (Fa) se obtiene a partir de los seis perfiles definidos, teniendo así cada perfil de

suelo distintos valores para las fuerzas actuantes (Fa) (Tabla 3), dependiendo del factor Z

determinado por la zona sísmica en la que se encuentra.

El perfil de suelo al que pertenece el terreno en la comunidad La Vainilla es tipo E - F1,

(evidencia de campo) que corresponde a suelos blandos con susceptibilidad a falla o

colapso por excitación sísmica, tales como: suelos licuables, suelos dispersivos o

débilmente cementados, etc.

Los factores condicionantes y detonantes pueden interactuar entre sí, y modificarse, es

así que las condiciones hidrogeológicas junto a cambios tensionales en el terreno por

carga estática, por ejemplo, alteran la presión intersticial en los materiales, siendo ésta,

una de las variables de mayor influencia en la inestabilidad de un talud, uno de los

parámetros afectados por la variación de la presión intersticial es la disminución de la

resistencia al corte de los materiales.

Los factores condicionantes, que se analizarán en este estudio son, litológicos,

estructurales y morfológicos; mientras que los factores detonantes a considerar son:

actividad sísmica y acción del agua.

Tabla 3. Tipo de suelo y factores de sitio Fa (Tomado de: Norma Ecuatoriana de la

Construcción, 2014)

12

2.2. Estabilidad de taludes

El estudio de la estabilidad de taludes es un componente importante para el diseño

funcional de un talud, para seleccionar e implantar medidas correctivas o preventivas para

disminuir la probabilidad de ocurrencia de una falla; comprende una aplicación integrada

de varias disciplinas, como lo son la geología, morfología, hidrogeología, mecánica de

suelos y geotecnia, en general, los estudios se concentran en tres fuerzas principales: la

gravedad, la resistencia intrínseca de los materiales y la presión ejercida por el agua

presente en dichos materiales.

Las inestabilidades en las laderas, al igual que en los taludes excavados, se deben al

desequilibrio entre las fuerzas internas y externas que actúan sobre el terreno, como se

observa en la figura 4, de tal forma que las fuerzas desestabilizadoras superan a las fuerzas

estabilizadoras o resistentes. Este desequilibrio es debido a una modificación de las

fuerzas existentes o a la aplicación de nuevas fuerzas externas estáticas o dinámicas


13

En estabilidad de taludes se recurre con frecuencia a dos tipos de análisis: aquellos que

buscan evaluar la estabilidad del talud sin recurrir a las relaciones esfuerzo - deformación

del material (métodos de equilibrio límite - MEL) y los que evalúan los movimientos de

una masa potencial de falla y que tienen en cuenta las relaciones esfuerzo – deformación

(elementos finitos - MEF) (Instituto Nacional de Vías, 1998).

Las fuerzas que desequilibran una ladera, son acciones gravitatorias y pesos

desestabilizadores, las presiones positivas del agua intersticial y fuerzas

desestabilizadoras externas (Ortuño, 2004).

La presión intersticial y la resistencia al corte, son los factores más influyentes en la

estabilidad de los taludes y laderas, por lo que es fundamental determinar las condiciones

Figura 4. Fuerzas estabilizadoras y desestabilizadoras en un talud con rotura

circular (modificado de: Ortuño, 2004)

14

más desfavorables, tanto de presión intersticial como de resistencia al corte del terreno a

lo largo de cualquier superficie potencial de deslizamiento (Ortuño, 2004).

2.2.1. Deslizamientos

Según González de Vallejo et al., (2002), los deslizamientos son movimientos de masas

de suelo o roca que deslizan sobre una o varias superficies de rotura, al superarse la

resistencia al corte de dichas superficies, siendo su velocidad de movimiento variable.

Existen dos tipos de deslizamientos: rotacionales, caracterizados por la forma de rotura

circular, ya sea superficial o profunda, y en su mayoría en suelos cohesivos; y

traslacionales, cuya forma de rotura es plana, en relación a planos de estratificación,

foliación o contacto de distintos materiales, no suelen ser muy profundos.

2.2.2. Sifonamiento

Caracterizado por una pérdida de la capacidad portante, producida por la anulación de

tensiones efectivas, debido al aumento de la tensión intersticial por un flujo ascendente

de agua, el nivel freático se encuentra relativamente alto. El parámetro fundamental es el

gradiente hidráulico (Ceballos, 2015).

2.2.3. Licuefacción

Estas fallas se producen cuando el suelo pasa rápidamente de una condición firme a un

estado en suspensión de las partículas, por lo que existe la pérdida casi total de la

resistencia al esfuerzo cortante. Ocurre, generalmente, en arcillas y arenas poco

compactas, las causas pueden ser por incremento del esfuerzo cortante actuante y por el

aumento de la presión intersticial de poros; o por el desarrollo de presiones elevadas en

el agua intersticial (consecuencia de actividad sísmica) (Ortuño, 2004).

Los suelos en la provincia de Manabí son susceptibles a movimientos en masa, por lo que

se ha tomado un caso de estudio, la comunidad La Vainilla, para realizar el análisis de la

estabilidad del terreno; por sus características litológicas (suelos limosos y arcillosos) y

morfológicas, sumado a los factores desencadenantes presentes (actividad sísmica y altas

precipitaciones); es una zona que podría ser susceptible a deslizamientos, sifonamiento o

15

licuefacción, por lo que es necesario conocer el grado de estabilidad que posee el terreno

en dicha comunidad.

2.3. Método de Equilibrio Límite (MEL)

El concepto de equilibrio límite corresponde a un sistema de fuerzas que están justo en el

punto de equilibrio, este método no predice los desplazamientos del material o la tasa de

estos en la rotura (Instituto Nacional de Vías, 1998).

La técnica más utilizada en el análisis de estabilidad de taludes es la de equilibrio límite,

en el cual, las condiciones de equilibrio de fuerzas y/o momentos (dependiendo del

método que se use) son examinadas para condiciones estáticas, en esta técnica no se

requiere información del comportamiento esfuerzo – deformacional, no provee datos

acerca de la magnitud del movimiento (Yugsi, 2013).

Según el instituto nacional de vías, (1998), los principios básicos (Fig. 5) para la

aplicación de este método son:

Proponer el mecanismo de deslizamiento factible, suponiendo superficies de falla

circulares, planas o irregulares.

Definir la resistencia al corte de los materiales (fuerzas estabilizadoras), necesario

para mantener la estabilidad de la ladera, comparada a los esfuerzos de corte

(fuerzas desestabilizadoras) en términos de factor de seguridad (FS).

Se busca el mecanismo con el menor FS por medio de iteraciones.

El factor de seguridad está relacionado con los parámetros de resistencia al corte,

y se asume que es el mismo valor a lo largo de toda la superficie de falla.

16

Las técnicas mediante el método de equilibrio límite han sido ampliamente utilizadas para

el análisis de la estabilidad de laderas o taludes, asumiendo un sistema de equilibrio en el

que el factor de seguridad es igual a 1, donde las fuerzas resistentes y actuantes son iguales

a lo largo de la superficie de falla.

El análisis se realiza a la totalidad de la masa a deslizar, o dividiéndola en tajadas o

rebanadas, siendo métodos iterativos, cada uno con cierto grado de precisión. Entre los

métodos más utilizados (Tabla 4) se encuentran: Bishop simplificado (1955), Janbu

simplificado (1968), Spencer (1967) y Morgenstern y Price (1965). Los resultados

obtenidos con distintos métodos completos difieren del orden de un 10% (Ortuño, 2004).

•Superficiesde falla:

•Circular,planar,irregular

Mecanismo de

deslizamiento

•Valormínimoparamantener laestabilidad

Resistencia al corte •Se

determinamedianteiteraciones

Mecanismo con menor FS

•Se asumeque es elmismo a lolargo de lasuperficiede falla

Factor de seguridad

Figura 5. Principios básicos del método equilibrio límite.

Bishop simplificado

• Superficies defallacirculares

• Asumehorizontaleslas fuerzasentre tajadas

• Satisfaceequilibriovertical y demomento

Janbu simplificado

• Aplicable acualquiersuperficie

• Asumefuerzashorizontalesentre tajadas

• Satisfaceequilibrio defuerzas no demomentos

• Valores FSmenores a losotros métodos

Spencer


• Satisfacetodas lascondicionesde equilibrio(fuerzas ymomentos)

• Inclinaciónconstante delas fuerzasentrerebanadas

Morgenstern y Price


• Asumeinclinación defuerzas entretajadas

• Satisfacetodas lascondicionesde equilibrio(fuerzas ymomentos)

Tabla 4. Métodos de equilibrio límite más utilizados.

17

Los valores del FS que se obtienen mediante los distintos métodos, deberán evaluarse en

base a una comparación con los valores propuestos por la norma ecuatoriana de la

construcción (NEC, 2014), que permita estimar razonablemente el cumplimiento de la

estabilidad de este talud donde se cimenta la comunidad de La Vainilla (Tabla 5); dichos

valores de FS toman en consideración:

La magnitud de la obra

Las consecuencias de una posible falla en la edificación o las cimentaciones

La calidad de la información geotécnica

Los análisis seudoestáticos se basan en conceptos de equilibrio límite, en los que las

fuerzas inducidas por las aceleraciones sísmicas se tratan como componentes horizontales

(Instituto Nacional de Vías, 1998).

2.4. Metodología

El presente proyecto investigativo se puede enmarcar dentro de distintos tipos de estudio:

Según la fuente de información, es de tipo documental y de campo, fundamentado en la

captura de información preexistente relacionada a la zona de estudio, y una fase posterior

de campo en la que se han recolectado muestras representativas del terreno. Por el

contrario, según el objeto de estudio, es un proyecto aplicado, debido a su naturaleza

práctica in situ, con el uso de metodologías estándares en los análisis de estabilidad de

taludes, incluída la norma ecuatoriana de la construcción (2014).

Tabla 5. Factores de seguridad por corte mínimos (Tomado de: Norma ecuatoriana de la

construcción, 2014)

18

El método de investigación es un método científico, está basado en investigaciones

previas que hayan sido ampliamente aceptadas, comprende un orden lógico para su

elaboración y requiere de observaciones en el campo.

Existen muchas técnicas de análisis que pueden ser utilizadas por los ingenieros para

determinar cuándo un talud es estable o no, siempre es necesario saber definir qué método

debe seleccionarse, con base en la cantidad y calidad de los datos disponibles, siendo

preciso llevar a cabo: investigación en campo, ensayos adecuados de laboratorio y la

modelación representativa del mecanismo de movimiento del talud (Instituto Nacional de

Vías, 1998).

La metodología de investigación (Fig. 6) está basada en la propuesta en el Manual de

ingeniería geológica: reconocimiento del terreno (López & Mesones, 1991), se describe,

brevemente, a continuación:

Análisis del estado actual del conocimiento existente de la zona de estudio

(documentación sobre mapas, memorias, publicaciones, informes, entre otros).

Reconocimiento previo de la zona (acceso, clima, morfología, tectónica).

Planificación del programa de investigación.

Estudios geológicos de superficie, caracterización geomecánica, toma de

muestras, ensayos de laboratorio.

Identificación de parámetros y su distribución espacial (definición del modelo).

Evaluación de los parámetros geomecánicos mediante su modelación.

Planteamiento de la solución o soluciones.

19

•Búsqueda y análisis de la documentación, mapas, publicaciones, informesGrado de

reconocimiento

•Vías de acceso, clima, morfología, tectónica, hidrología

Reconocimiento previo

•Realización de un cronograma para la investigación (campo, laboratorio y oficina)

Planificación

•Levantamiento geológico, caracterización geomecánica (RMR, Bieniaswski), toma de muestras, ensayos de laboratorio (granulometría, límites Atterberg, humedad natural, peso específico, triaxial)

Estudios geológicos -geotécnicos

•Identificación de los parámetros resistentes (cohesión, ángulo de fricción interno) y su distribución espacialDefinición del modelo

•Modelación de los parámetros resistentes, litología, morfología, adicionando carga sísmica y efecto de presión de porosEvaluación

•Planteamiento de medidas de corrección o mitigación ante el problema de inestabilidad

Medidas correctivas

Figura 6. Metodología empleada (modificado de: López &Mesones, 1991).

20

Finalmente, para la modelación del terreno y determinar los FS del talud, se emplea los

parámetros resistentes determinados en campo y en laboratorio, mediante el uso del

código o software Slide (RocScience), que permite calcular el factor de seguridad más

razonable, mediante varios métodos, entre los que se encuentran los indicados en el

apartado previo, tomando como base los métodos de análisis de estabilidad: Bishop

simplificado (1955), Janbu simplificado (1968), Spencer (1967) y Morgenstern y Price

(1965).

Se pueden modelar parámetros: hidrológicos, morfológicos, litológicos, carga sísmica y

estática; adicionalmente, permite el diseño de medidas de contención (pernos de anclaje,

muros de contención, entre otros).

La modelación será realizada para cuatro escenarios distintos, variando los factores

geodinámicos detonantes: a) con nivel freático bajo; b) con nivel freático alto; c) nivel

freático bajo y carga sísmica; y d) nivel freático alto y carga sísmica. Con lo que se

calculará factores de seguridad distintos en los cuatro perfiles del terreno.

21

CAPÍTULO III

3. CONTEXTO GEOLÓGICO

3.1. Geología regional

La costa ecuatoriana está constituida por cuatro cuencas antearco, geológicamente, el área

de estudio se encuentra ubicada, dentro de la cuenca antearco de Manabí (Fig. 7), la cual

se desarrolló sobre el terreno de piso oceánico acrecionado en el margen oeste ecuatoriano

(Luzieux et al., 2006).

Al norte de la Cordillera de Chongón y Colonche (CCC) las cuencas sedimentarias poseen

basamento de origen oceánico y son sub-paralelas a la fosa (Cuencas de Borbón,

Esmeraldas y Manabí) (Montenegro et al., 2005). La cuenca de Manabí tiene una

dirección aproximada NE-SW.

Figura 7. Ubicación de la cuenca de Manabí (modificado de: Deniaud, 2000)

22

El basamento de la cuenca de Manabí está compuesto por rocas volcánicas básicas

atribuidas a una antigua corteza oceánica y conocidas como formación Piñón, de edad

Aptiense superior – Albiense (Deniaud, 1998). En la provincia de Manabí, el relleno

sedimentario es poco espeso, el cual se caracteriza por la secuencia de varios ciclos

sedimentarios (Fig. 8):

Ciclo sedimentario del Mioceno medio al actual

Fm. Angostura

Fm. Onzole

Fm. Borbón

Areniscas blancas, lutitas, conglomerados

Lutitas, areniscas laminadas/conglomeráticas

Areniscas físiles, con niveles de bivalvos

Ciclo sedimentario del Mioceno inferior – Mioceno medio

Fm. TosaguaArcillas grises, a veces calcáreas, areniscas

gruesas, conglomerados

Hiato del Oligoceno superior – Mioceno inferior

No deposición o erosión de la secuencia

Ciclo sedimentario del Oligoceno

Fm. Playa Rica Secuencia arcillosa monótona

Ciclo sedimentario del Eoceno

Fm. ZapalloArcillas con niveles de areniscas a la base

que subyacen a lutitas ligeramente calcáreas

Ciclo sedimentario del Paleoceno

Fm. Guayaquil Secuencia de arcillas calcáreas

Ciclo sedimentario del Cretácico superior

Fm. San LorenzoSecuencia de arco insular, conformado por

grawvacas, conglomerados, flujos volcánicos

Figura 8. Ciclos sedimentarios en la Cuenca de Manabí (Modificado de: Deniaud, 1998).

23

La litoestratigrafía (Fig. 9), en general, en la cuenca Manabí comprende edades desde el

Cretácico (145-66 Ma) (Fm. Piñón) al Mioceno (23-5 Ma) (Fm. Borbón) y Pleistoceno

(2.58-0.01 Ma) (Fm. Tablazo), siendo gran parte de su litología correlacionales con otras

formaciones de cuencas contiguas, como es la Cuenca Borbón.

Figura 9. Secuencia litoestratigráfica de la cuenca de Manabí. (Tomado de:

Deniaud, 2000)

24

3.2. Contexto geodinámico

En Ecuador, el marco geodinámico es complejo, el margen continental es tectónicamente

activo, consecuencia de la subducción de la placa tectónica Nazca bajo la placa

Sudamericana; la geometría del slab de subducción es continua a un ángulo de 25°-35°

(Guillier et al., 2001; Fig. 10).

La placa Nazca está conformada por la Cordillera asísmica de Carnegie localizada entre

1°N y 2°S de latitud, Michaud et al., (2009) proponen que la subducción de la cordillera

de Carnegie controla muchos procesos, como la erosión basal y frontal, el acoplamiento

de las placas tectónicas que subsecuentemente puede disipar la energía con la ocurrencia

de sismos; por el contrario, la migración del bloque Norandino, con dirección NE,

disminuiría la tensión vertical en la zona de subducción de Carnegie.

Figura 10. Marco geodinámico ecuatoriano (Tomado de: Gutscher et al, 1999).

25

El proceso de subducción de la placa Nazca bajo la placa Sudamericana (Bloque

Norandino-BNA) ha generado los sismos más grandes en el Ecuador (Fig. 11), tal es el

caso del terremoto de 1906 considerado como el quinto en liberación de energía en el

siglo pasado. Parte de la zona involucrada en esta ruptura (desde Manta hasta

Buenaventura) fue nuevamente afectada por otros terremotos menores pero igualmente

importantes en 1942, 1956, 1958, 1979 y 1998 (Segovia et al., 2005).

La actividad sísmica en el ante arco (zona central) está relacionada con estructuras

corticales que al parecer no se extienden a más de unos 45 km de profundidad, pero no

Figura 11. Ubicación de los terremotos de mayor magnitud en la costa

ecuatoriana (Modificado de: Nocquet et al., 2014)

Mw 7.8 (2016)

26

todas ellas tienen expresiones superficiales. De esta forma, se puede observar que no toda

la sismicidad puede ser vinculada a alguna de las fallas reconocidas (Segovia et al., 2005).

El Ecuador se encuentra dentro del Cinturón de Fuego del Pacífico, una zona altamente

sismogénica, que se asocia a límites de placas convergentes (subducción de la placa de

Nazca bajo la placa Sudamericana); el país ha sido escenario de terremotos de magnitudes

mayores a 7 Mw, con epicentros localizados en la región costera. En el presente estudio

investigativo se realizó un análisis seudoestático que permitió modelar la carga sísmica

en el terreno, la misma que actúa como un factor detonante para el caso de estudio.

3.3. Geología estructural

Según Deniaud (1998), la cuenca de Manabí está limitada al Noroeste por la cordillera de

Jama Coaque, al Sur por la cordillera Chongón Colonche y al Este por la cordillera

Occidental. Las fallas mayores poseen dos rumbos principales: N10°-20°, las cuales

forman una estructura en flor con componente dextral, y N100°-110°, que muestran

componente normal y se conectan a un nivel de despegue, siendo un funcionamiento

típico de cuencas Pull-Apart. Estas fallas afectan a rocas del cretácico al paleógeno,

mientras que las rocas del neógeno evidencian deformaciones atribuidas a la reactivación

de fallas más antiguas.

Según el mapa de Fallas y Pliegues Cuaternarios de Ecuador y Regiones Oceánicas

Adyacentes (Egüez A., 2003; Fig. 12), las principales estructuras cercanas a la zona de

estudio corresponden a las siguientes fallas geológicas:

27

Falla Calceta: Se muestra como una falla inferida, con dirección N29°E,

aproximadamente. Afecta, principalmente, rocas sedimentarias terciarias, las

características morfológicas sugieren también una actividad cuaternaria.

Falla Daule: Se extiende, probablemente hacia el norte, asociada a sismicidad. Su

dirección promedio es N32°E. Morfológicamente, el río Daule parece ser controlado por

esta falla.

Adicionalmente, a partir de los estudios geofísicos llevados a cabo por Petroecuador

(2011), se han interpretado fallas y pliegues con dirección preferencial NE-SW y WNW-

ESE, las mismas que se encuentran cercanas a la zona de estudio. La interpretación

geológica muestra que la comunidad La Vainilla se encuentra en una zona de elevación,

donde se encuentran expuestos sedimentos superficiales (Fig. 13).

Figura 12. Mapa de fallas y pliegues cuaternarios, en el recuadro se indica la ubicación de la zona de

estudio (Modificado de: Egüez, 2003)

1°S

80°W

28

Figura 13. Interpretación geológica mediante métodos geofísicos (en el recuadro negro se

muestra la zona de estudio) (Modificado de: Sander Geophysics, 2011)

0°5

0’S

80°30’W 80°00’W

1°2

0’S

29

CAPÍTULO IV

4. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA – GEOTÉCNICA

4.1. Relieve

La topografía en la zona de estudio, incluye pendientes que van desde muy suaves hasta

muy abruptas (Fig. 14). Se puede notar zonas con pendientes abruptas hacia el Norte

mientras que al Centro-Sur predominan pendientes suaves a moderadas, y pendientes muy

suaves en las zonas de quebradas y ríos.

Las elevaciones en la zona de estudio se encuentran, aproximadamente, entre 100 y 450

m.s.n.m., destacándose las zonas de mayor altura hacia el norte de La Vainilla (Fig. 15),

al Sur por el contrario las elevaciones van disminuyendo, al igual que en las zonas de

esteros y ríos.

Figura 14. Mapa de pendientes de la zona de estudio.

: <5%

: 5-15%

: 15-35%

: 35-55%

: 55-75%

>75%

30

El relieve es un factor que condiciona la estabilidad de un talud, generalmente, en

dependencia de la pendiente; puede verse modificado debido a procesos dinámicos

externos o la actividad antrópica. El terreno de la comunidad La Vainilla posee un relieve

suave a moderado (5-35%), rodeado hacia el norte por cerros con pendiente moderada a

abrupta (15-55%), lo que aumenta la probabilidad de ocurrencia de movimientos en masa.

(a)

S N

(b)

Figura 15. Distribución de elevaciones en el sector La Vainilla. (a) Muestra los rangos de las elevaciones,

distinguiendo los esteros que las cortan. (b) Se observa las geoformas asociadas (Modificado de: Google

Earth, 2016).

31

4.2. Geomorfología

El sector está conformado principalmente por zonas montañosas irregulares, en el que la

altitud oscila entre 100 y 465 m.s.n.m. Las geoformas presentes son: cerros, laderas, y

valles (Fig. 15)

Los cerros predominan al Norte de la comunidad La Vainilla, las cimas de los cerros

poseen un relieve moderado hasta muy suave, caracterizados por paredes denudadas de

fuertes buzamientos (subverticales); la litología asociada a estas geoformas,

esencialmente, presenta una secuencia de lutitas, areniscas y conglomerados

pertenecientes a las formaciones Onzole (a la base) y Borbón (al tope).

Las zonas de laderas se ubican adyacentes a la zona de estudio (Centro-Norte), adquieren

pendiente abrupta a muy abrupta; la litología relacionada a dichas geoformas comprende

depósitos cuaternarios (coluviales y suelos), producto de la remoción y erosión de las

formaciones Onzole y Borbón.

Los valles se localizan, básicamente, al Sur de la comunidad La Vainilla, cerca de la zona

de embalse de la represa Poza Honda; se caracterizan por una pendiente suave a

moderada. La litología aflorante en la zona de valles está conformada por una secuencia

granodecreciente de areniscas a lutitas, asociadas a la formación Onzole.

4.3. Hidrografía

La comunidad La Vainilla se encuentra dentro de la cuenca hidrográfica del Río

Portoviejo, siendo el río principal, con dirección de flujo hacia el Oeste; entre sus

afluentes se destaca el río Pata de Pájaro y el estero El Tigre, este último se localiza al

lado Oeste de la zona de estudio (Fig. 16), en la zona alta de la cuenca, conformando la

subcuenca del estero “El Tigre”, su dirección de drenaje es hacia el Sur, aportando a la

zona de embalse de la represa Poza Honda.

Los tipos de drenajes, básicamente, son dendríticos poco acusados con una orientación

regular y hacia el Este adquieren una distribución paralela.

32

En el sector de la comunidad La Vainilla se han evidenciado puntos de emersión de agua

no controlados, se ha realizado el levantamiento de estos puntos de agua (Fig. 17).

(a)

(b)

Figura 16. Hidrografía del sector de estudio, cuenca hidrográfica del Río Portoviejo. (a) Delimitación

de la red hidrográfica. (b) Mapa hidrográfico.

La Vainilla

Zona de estudio

33

Los puntos de emersión de agua cercanos a la comunidad, son flujos canalizados de agua

cristalina, manteniéndose a nivel de la superficie, para uso interno en las viviendas. La

mayor parte de estos puntos, que se encuentran más alejados, son de agua estancada que

se conserva al mismo nivel superficial durante la estación de verano, sin ningún tipo de

control ni uso por parte de los pobladores (Fig. 18).

Figura 17. Mapa de puntos de emersión de agua y grietas de tracción en el sector La Vainilla.

N S

Figura 18. Pozo de agua estancada a nivel superficial.

34

La acción del agua es un factor dinámico desencadenante de fenómenos de remoción en

masa. En el caso de estudio, se ha evidenciado la influencia del agua subsuperficial,

sumado a esta, la presencia de grietas de tracción de profundidades mayores a dos metros,

que se limitan al terreno de la comunidad (Fig. 19).

Las grietas inciden en la infiltración de agua hacia los estratos de suelo, por lo que es

necesario instrumentar el control del agua mediante piezómetros.

4.4. Geología local

La zona de estudio se localiza, geológicamente, en la cuenca ante-arco Manabí por lo que

comprende rocas sedimentarias clásticas que han sido depositadas en ambientes

transicionales – marino someros.

Se ha evidenciado tres unidades geológicas, correspondientes a las formaciones Onzole,

Borbón y depósitos cuaternarios. En el sector La Vainilla aflora la formación Onzole

(lecho del estero El Tigre) y depósitos cuaternarios aflorantes en la superficie de la

comunidad La Vainilla, cartografiados y observados en el mapa geológico (Fig. 20);

N S

Figura 19. Grietas de tracción afectando el terreno y viviendas en la comunidad La Vainilla.

35

mientras que hacia el Norte, el cerro La Vainilla está conformado por la formación Onzole

y Borbón, en contacto transicional.

Formación Onzole

Se encuentra aflorante en el sector del estero El Tigre [9879640/0594980], compuesto

por una secuencia estrato decreciente de areniscas grises de gano fino y medio a lutitas.

Las areniscas son líticas, poseen pseudoestratificación (Fig. 21); mientras que las lutitas

son de color gris azulado, que presentan laminación, con dirección de azimut de

buzamiento 145/05 (Fig. 22).

En el cerro La Vainilla, esta formación subyace a la formación Borbón, en contacto

transicional. En los alrededores de la comunidad La Vainilla y el estero El Tigre, se

encuentra subyaciendo a depósitos cuaternarios, en contacto discordante.

Se trata de un ambiente transicional, de edad Mioceno inferior a medio (D.G.G.M., 1973).

Figura 20. Levantamiento geológico del sector La Vainilla.

36

Areniscas de grano medio

Figura 21. Areniscas de grano medio, pseudoestratificadas y diaclasadas,

pertenecientes a la Fm. Onzole.

E W

Figura 22. Lutitas físiles con intercalaciones de areniscas de grano fino

correspondientes a la Fm. Onzole.

N S

37

Formación Borbón

En el área circundante a la comunidad La Vainilla, se encontraron rodados de

conglomerados de la formación Borbón, se trata de una secuencia granocreciente, con

intercalaciones centimétricas de areniscas grises de grano medio y lutitas (Fig. 23). Se

puede evidenciar macrofósiles de bivalvos en la matriz, esta formación se encuentra

suprayacente en contacto transicional con la formación Onzole, y subyace en discordancia

a depósitos cuaternarios. Correspondiente a un ambiente marino somero, de edad

Mioceno superior – Plioceno (D.G.G.M., 1973).

Depósitos cuaternarios

Los depósitos cuaternarios son observables en los alrededores de la zona de estudio,

caracterizados por depósitos coluviales y suelos, generalmente, de composición areno-

limoso (Fig. 24; Fig. 25). Dispuestos discordantemente a la formación Onzole.

Para los propósitos de este estudio, se colectaron muestras en tres puntos, a las que se ha

realizado ensayos geotécnicos para su caracterización, en el apartado 4.6 se indica los

parámetros geomecánicos determinados.

Figura 23. Conglomerados de la Fm. Borbón.

W E

38

1,5

m

2,5

m

Figura 24. Perfiles característicos de los suelos de composición areno-limoso en el

sector La Vainilla.

Figura 25. Deslizamiento traslacional en el sector La Vainilla,

depósitos coluviales (Tomado de: INIGEMM, 2016, no publicado).

39

4.5. Caracterización geomecánica in situ

Se realizó el levantamiento geomecánico in-situ de las rocas aflorantes en el Estero El

Tigre, observándose dos familias de diaclasas principales (A y B), cuyas características

se presentan en las tablas 6 y 7.

Familia A

Orientación N153°

Buzamiento 17°SW

Espaciamiento 0.2-0.6m

Continuidad 1-2 m

Abertura 0.5-1mm

Relleno Sin relleno

Rugosidad Plana ondulada

Agua Goteando

Tabla 6. Caracterización para la clasificación geomecánica de la

familia de diaclasas A.

Familia B

Orientación N315°

Buzamiento 74°

Espaciamiento 0.06-0.2m

Continuidad 1-3 m

Abertura 1-5mm

Relleno Blando <5mm

Rugosidad Plana ondulada

Agua Goteando

Tabla 7. Caracterización para la clasificación geomecánica de la

familia de diaclasas B.

40

Para cada estación geomecánica, se realizó la clasificación RMR, Bieniawski (1989),

evaluando cinco parámetros básicos: Resistencia de la matriz rocosa, RQD, Separación

entre diaclasas, Estado de las diaclasas y Agua freática; los resultados de RMR básico

dan una clase IV, para el tipo de roca, siendo la calidad mala del macizo rocoso (Tabla

8).

4.6. Determinación de parámetros geomecánicos en laboratorio

Las tres muestras colectadas en el sector de investigación, fueron sometidas a ensayos

geomecánicos, cuyos resultados se resumen a continuación:

J1 J2

4‐2

100‐50 5‐1

7 1 2 2

50% ‐ 75%

13 13 13

0.2 ‐ 0.6 m

10 8 10

3‐10 m

2 4 4

0.1‐1.0 mm

3 3 1Ligeramente

rugosa

3 1 1

Duro (> 5 mm)

2 6 2

Moderadamente

a l terada

3 3 3

10‐25 l i tros/min

0.1 ‐ 0.2

Húmedo

7 4 4

F-1 J-1

44 40

RMR básico:

Clasificación geomecánica RMR (Bieniawski, 1989) CALIFICACIÓN

Parámetros de clasificación

1

Resistencia

de la matriz

rocosa (MPa)

Ensayo de

carga puntual> 10 10‐4 2‐1

Puntuación 15 12 4 2 0

Compres ión

s imple (MPa) Resistencia

de la matriz rocosa (MPa)Compresión

simple> 250 250‐100 50‐25 25‐5 < 1

RQDPuntuación 20 17 6 3

2RQD 90% ‐ 100% 75% ‐ 90% 25% ‐ 50% < 25%

Separación entre diaclasas (m)Puntuación 20 15 8 5

3Separación entre diaclasas > 2 m 0.6 ‐ 2 m 0.06 ‐ 0.2 m < 0.06 m

4

Esta

do d

e la

s di

acla

sas

Continuidad < 1 m 1‐3 m 10‐20 m

Abertura Nula < 0.1 mm 1‐5 mm

Rugosidad Muy rugosa Rugosa Ondulada

5

6 5 1

5 1

>20 m

Alteración Ina l teradaLigeramente

a l teradaMuy a l terada

Continuidad (m)Puntuación 6 4 1 0

Suave Rugosidad

>5 mm

1 0

Relleno Ninguno Duro (<5 mm) Blando (<5 mm) Blando (>5 mm)

Abertura (mm)

Puntuación 6 0

Descompuesta Alteración

Relleno (mm)

Puntuación 6 4 2 0

Puntuación 6

CALIFICACIÓN RMR Bàsico

Clase I II III IV V

0

Ligeramente

húmedoGoteando Agua fluyendo

5Agua freática

Caudal por 10

m de túnelNulo < 10 l i tros/min

0

25‐125 l i tros/min > 125 l i tros/min

Puntuación 15 10 4

Puntuación

Agua freáticaRelación:

Pres ión de

agua/Tens ión

0 0.0 ‐ 0.1 0.2 ‐ 0.5 > 0.5

Estado

genera lSeco

IV-MALA

Puntuación 100 ‐ 81 80 – 61 60 – 41 40 – 21 < 20

CalidadMuy buena Buena Media Mala Muy mala

Clasificación del macizo rocoso según RMR

Tabla 8. Clasificación geomecánica del macizo rocoso según RMR.

41

4.6.1. Contenido de humedad (W%)

El ensayo para conocer el contenido de humedad natural se fundamenta en la norma

ASTM D2216, la misma que es definida como la relación entre el peso del suelo húmedo

y el peso del suelo seco.

Los resultados obtenidos son: Muestra 1 = 25.41%; Muestra 2 = 19.63%; Muestra 3 =

16.35%; indicados en la tabla 9.

Ubicación : M1

Potencia : 2.00 m

Tara Número Unidades 1 2 3

Peso Tara + Muestra Húmeda Gr 161.32 161.09 169.08

Peso Tara + Muestra Seca Gr 134.97 134.65 141.04

Peso de la Tara Gr 30.93 30.84 30.81

Peso de la Muestra Seca Gr 104.04 103.81 110.23

Peso del Agua Gr 26.35 26.44 28.04

Contenido de Humedad % 25.33 25.47 25.44

Observaciones :

Promedio 25.41

Ubicación : M2

Potencia : 2.00 m




Peso de la Tara Gr 29.74 30.82 29.75


Peso del Agua Gr 20.17 20.05 28.21


Promedio 19.63

Observaciones :

Ubicación : M3

Potencia : 2.50 m




Peso de la Tara Gr 30.10 30.50 29.12


Peso del Agua Gr 20.10 18.60 20.18


Promedio 16.35

Observaciones :

Tabla 9. Resultados del ensayo de contenido de humedad para las

tres muestras.

42

4.6.2. Granulometría por lavado

Para el análisis granulométrico por lavado se ha empleado la metodología ASTM D422,

realizado para conocer la distribución de los tamaños de las partículas en las diferentes

muestras, que se resume en la tabla 10, mediante el uso de diversos tamices;

adicionalmente, junto con los resultados de los límites de Atterberg se podrá obtener la

clasificación de los suelos según AASHTO y SUCS.

Tamiz Abertura % Q' Pasa

( mm ) ( gr. ) ( % )

8 2.380 0 0.00 100.00

20 0.840 0 0.00 100.00

30 0.590 0.00 0.00 100.00

40 0.420 8.45 3.52 96.48

60 0.250 0.00

80 0.177 0.00

100 0.149 0.00

120 0.125 0.00

200 0.074 121.53 50.95 45.53

Cazoleta 109.24 45.52

Total Retenido : 239.22 99.99

Retenido

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00

% Q

´P

asa

Tamaño del Grano ( mm )

ANALISIS GRANULOMÉTRICO


( mm ) ( gr. ) ( % )

8 2.380 0 0.00 100.00

20 0.840 0 0.00 100.00

30 0.590 0.00 0.00 100.00

40 0.420 1.87 0.74 99.26

60 0.250 0.00

80 0.177 0.00

100 0.149 0.00

120 0.125 0.00

200 0.074 106.62 43.26 56.00

Cazoleta 142.30 56.69


Retenido

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00

% Q

´P

asa




( mm ) ( gr. ) ( % )

8 2.380 0 0.00 100.00

20 0.840 0 0.00 100.00

30 0.590 0.00 0.00 100.00

40 0.420 5.43 2.17 97.83

60 0.250 0.00

80 0.177 0.00

100 0.149 0.00

120 0.125 0.00

200 0.074 97.24 38.90 58.93

Cazoleta 147.01 58.80


Retenido

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00

% Q

´P

asa



Tabla 10. Resultados del análisis granulométrico por lavado en las tres muestras.

43

4.6.3. Límites de Atterberg (LL, LP e IP)

Los límites de Atterberg o límites de consistencia incluyen: límite líquido (LL), límite

plástico (LP) e índice de plasticidad (IP). Han sido determinados mediante las

metodologías ASTM D 4318 (LL) y ASTM D 4319 (LP).

Se han realizado para conocer el efecto de la variación de la humedad en suelos de grano

fino (que pasan el tamiz N° 40 – 0.1mm), además de ser necesario para la clasificación

de los suelos junto al análisis granulométrico. Los resultados del ensayo en las tres

muestras se observan en la tabla 11.

Ubicación : M1 Potencia : 2.00 m

Tara Número Unidades 1 2 3 1 2 3

Peso Tara + Muestra Húmeda Gr 49.72 47.49 47.12 12.54 11.87 12.23 Límite Líquido: LL = 31.07%

Peso Tara + Muestra Seca Gr 45.30 43.50 43.02 11.92 11.33 11.68 Límite Plástico: LP = 17.92%

Peso de la Tara Gr 30.82 30.90 29.74 8.49 8.27 8.63 Indice de Plasticidad : IP = 13.15%

Peso de la Muestra Seca Gr 14.48 12.60 13.28 3.43 3.06 3.05 Contenido de Humedad : Wn = 25.41%

Peso del Agua Gr 4.42 3.99 4.10 0.62 0.54 0.55 Grado de Consistencia : Kw = 0.43

Contenido de Humedad % 30.52 31.67 30.87 18.08 17.65 18.03 Grado de Consistencia : Viscosa

Número de Golpes 40 30 20 17.92

Número de Contenido de

Golpes Humedad ( % )

40 30.52

30 31.67

20 30.87

25 31.071

LIMITES DE CONSISTENCIA

LÍMITE LÍQUIDO LÍMITE PLÁSTICO

Promedio :

Limites de Consistencia

0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0

100.0

1 10 100

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

( %

)

Número de Golpes

LÍMITE LIQUIDO

44

Clasificación de los suelos según SUCS:

Con los resultados de los parámetros indicados anteriormente, se clasifican a los suelos

de la comunidad La Vainilla, de la siguiente manera: a) La muestra 1 es tipo SC,

caracterizada por arenas arcillosas de tipo inorgánico; b) Las muestras 2 y 3son tipo CL,

Ubicación : M2 Potencia : 2.5m







Contenido de Humedad % 28.83 30.37 35.48 20.54 20.21 20.69 Grado de Consistencia : Media Dura , Sólida




40 28.83

30 30.37

20 35.48

25 32.963



Promedio :


0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0

100.0

1 10 100

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

( %

)

Número de Golpes

LÍMITE LIQUIDO

Ubicación : M3 Potencia : 2.5 m







Contenido de Humedad % 29.04 29.93 36.72 21.62 6.82 9.66 Grado de Consistencia : Plástica




40 29.04

30 29.93

20 36.72

25 33.534


Promedio :



0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0

100.0

1 10 100

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

( %

)

Número de Golpes

LÍMITE LIQUIDO

Tabla 11. Resultados del ensayo de límites de Atterberg para las tres muestras.

45

referido a arcillas inorgánicas de baja plasticidad y de baja a media compresibilidad,

indicadas en la tabla 12.

Clasificación de los suelos según AASHTO:

Las tres muestras pertenecen al tipo de suelo con material limo arcilloso A-6, variando en

el índice de grupo IG; muestra 1 = IG 4, muestra 2 = IG 6; muestra 3 = IG 10 (Tabla 13).

Con estos resultados, según la clasificación AASHTO, el tipo de material es arcilloso,

siendo un terreno de características regular a malo para las fundaciones o cimentaciones.

CLASIFICACIÓN DE SUELOS SEGÚN S.U.C.S

Ubicación : M1 Potencia :

2m

% Que Pasa la Malla N° 200 45.67


Límite Líquido LL = 31.07 %

Límite Plástico LP = 17.92 %

Indice de Plasticidad IP = 13.15 %

Tipo de Suelo Según su Granulometría : Suelo Grueso

Arena

Tipo de Simbología : Simbología Normal

Tipo de Suelo : SM , SC

Suelo : SC



2.5m





Tipo de Suelo Según su Granulometría : Suelo Fino

Baja Plasticidad


Tipo de Suelo : CL , ML , OL

Suelo : CL



2m





Tipo de Suelo Según su Granulometría : Suelo Fino

Baja Plasticidad


Tipo de Suelo : CL , ML , OL

Suelo : CL

Tabla 12. Clasificación de los suelos según SUCS para las tres muestras.

46

4.6.4. Peso específico (δ)

Este se lo realizó con el propósitos de conocer el peso específico de los suelos en

condiciones naturales (ya que la densidad depende del volumen de huecos y de la cantidad

de agua que presenta en ese momento), ha sido basado en la norma ASTM D854, cuyos

resultados se utilizarán para el posterior modelamiento en el software Slide. Los

resultados que se indican son las densidades de los suelos que serán convertidos a pesos

específicos: Muestra 1 = 1.48g/cm3; Muestra 2 = 1.40 g/cm3; Muestra 3 = 1.53 g/cm3

(Tabla14).

Parámetros Usados






Indice de Plasticidad : IP = 13.15 %

Tipo de Suelo : Material Limo Arcilloso

Clasificación de Suelos : A - 6

Suelo : ( 4 )

Tipo de Material : Suelo Arcilloso

Terreno de Fundación : Regular a Malo

CLASIFICACIÓN AASHTO

Parámetros Usados









Suelo : ( 6 )




Parámetros Usados









Suelo : ( 10 )




Tabla 13. Clasificación de los suelos según AASHTO para las tres muestras.

47

4.6.5. Ángulo de rozamiento interno y cohesión (ϕ y ϲ)

El ensayo triaxial ha sido basado en la norma ASTM D2850, es un método confiable para

determinar los parámetros de resistencia (cohesión y ángulo de fricción interna). Para este

tipo de suelos finos, se ha recomendado la prueba sin consolidación y sin drenaje (UU).

Los resultados de cada muestra son:

- Muestra 1: ϲ=0.125; ϕ=17°

- Muestra 2: ϲ=0.144; ϕ=17°

- Muestra 3: ϲ=0.131; ϕ=18°

Los círculos de rotura se observan en la tabla 15.

Ubicación : M1 Ubicación : M2 Ubicación : M3

Potencia : 2.00 m Potencia : 2.50 m Potencia : 2.00 m

Tara Número Unidades 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Peso del Suelo Seco Gr 114.20 112.00 115.00 109.80 110.30 110.00 119.20 121.50 120.00

Peso Frasco Vacío Gr 170.00 170.00 170.00 170.00 170.00 170.00 170.00 170.00 170.00

Peso Frasco + Agua Gr 700.00 700.00 700.00 720.00 720.00 720.00 710.00 710.00 710.00

Peso Frasco + Agua +Suelo Gr 739.00 734.00 738.00 751.00 748.00 755.00 751.00 755.00 749.00

Volumen de Sólidos Cm3 75.20 78.00 77.00 78.80 82.30 75.00 78.20 76.50 81.00

Peso Específico de Sólidos Gr / Cm 3 1.52 1.44 1.49 1.39 1.34 1.47 1.52 1.59 1.48

1.40 1.53

PESO ESPECÍFICO

Observaciones :

1.48Promedio

Tabla 14. Resultados del ensayo de peso específico para las tres muestras.

Peso específico 14.519 kN/m3 13.734 kN/m3 15.009

48

Fuerza de atracción entre partículas Cohesión : V = 0.125 Kg/cm2

Angulo de Fricción Interna : f = 17

ENSAYO TRIAXIAL - M1

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

Esf

uerz

o C

ort

an

tet

( K

g/

cm

² )

Línea de Rotura t = V + s.Tg ( f )




0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

Esf

uerz

o C

ort

an

tet

( K

g/

cm

² )





0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

Esf

uerz

o C

ort

an

tet

( K

g/

cm

² )


Tabla 15. Resultados obtenidos para la cohesión y ángulo de fricción interna de las muestras de suelos

mediante ensayo triaxial.

49

4.6.6. Coeficientes de carga sísmica (Kh y Kv)

La fuerza sísmica que se aplicará para la modelación seudoestática, está basada en la

norma ecuatoriana de la construcción (2014), la misma que fue estudiada en el capítulo

II del presente estudio.

En este apartado se calculan los coeficientes de carga sísmica con las fórmulas propuestas

(Ecuación 1 y 2).

𝑘ℎ = 0.60 ∗ 𝑧 ∗ 𝐹𝑎 (Ec. 1)

𝑘ℎ = 0.60 ∗ 0.5 ∗ 0.97

𝑘ℎ = 0.291

𝐸𝑣 ≥2

3𝐸ℎ (Ec. 2)

𝑘𝑣 ≥ 0.291 ∗2

3

𝑘𝑣 ≥ 0.194

Los valores de la aceleración en roca (z) se obtiene mediante el mapa de zonificación

sísmica del Ecuador, siendo la zona litoral catalogada como zona sísmica VI (z≥ 0.5);

mientras que para las fuerzas actuantes (Fa) los valores se encuentran en la tabla de los

perfiles de suelos.

4.6.7. Parámetros geomecánicos

Para la modelación del terreno de la comunidad La Vainilla se han realizado cuatro

perfiles topográficos y geológicos, factores necesarios en el software utilizado.

En la figura 26 se observa la distribución de los materiales en distintos perfiles del terreno

La Vainilla, se puede notar dos unidades geológicas: depósitos cuaternarios (suelo) y la

formación Onzole.

50

Figura 26. Perfiles geológicos realizados en el sector La Vainilla.

51

Para cada uno de los materiales se requiere los parámetros resistentes (cohesión y ángulo

de fricción interna) y el peso específico. A continuación se presenta un cuadro resumen

de los parámetros determinados y calculados para la caracterización de los suelos, los

mismos que serán utilizados en la modelación del terreno mediante el programa Slide

(RocScience) (Tabla 16).

En el presente estudio no se dispone de ensayos para la formación Onzole, por lo que se

ha recurrido a información bibliográfica de la misma litología en otra posición geográfica,

para efectos de la modelación; el cual fue tomado del estudio de “Análisis de

susceptibilidad a fenómenos de remoción en masa (FRM): derecho de vía, tramo cuatro

OCP” (Pachacama, 2016), que presenta valores recopilados de los parámetros resistentes

y peso específico obtenidos mediante diez ensayos para la formación Onzole, los cuales

fueron promediados para los fines de la modelación (Tabla 17).

Tabla 16. Resumen de los parámetros para la caracterización de los suelos.

Propiedades M1 M2 M3 Promedio

W% 25.41% 19.63% 16.35% 20.46%

% pasa tamiz 200 45.53 56% 58.80% -

LL 31.07% 32.96% 33.53% -

LP 17.92% 20.48% 12.70% -

IP 13.15% 12.48% 20.83% -

Consistencia viscosa media dura, sólida plástica -

Clasificación SUCS SC CL CL -

Clasificación AASHTO A-6 (4) A-6 (6) A-6 (10) -

Densidad específica g/cm3 1.48 g/cm3 1.40 g/cm3 1.53 g/cm3 1.47 g/cm3

Peso específico kN/m3 14.519 kN/m3 13.734 kN/m3 15.009 kN/m3 14.421 kN/m3

Peso específico saturado 18.208 kN/m3 16.43 kN/m3 17.463 kN/m3 17.372 kN/m3

Ángulo de fricción interna 17° 17° 18° 17°

Cohesión kg/cm2 0.125 kg/cm2 0.144 kg/cm2 0.131 kg/cm2 0.133 kg/cm2

Cohesión kPa 12.5 kN/m2 14.4 kN/m2 13.1 kN/m2 13.3 kN/m2

Kh

Kv 0.194

0.291

52

Peso específico

(kN/m3)

Peso saturado

(kN/m3)

Fricción

(°)

Cohesión

(kN/m2)

1 18.4 22.16464 33 27.4

2 19.27 23.212642 35.8 34.6

3 18.17 21.887582 25.57 40.067

4 19.32 23.272872 15.31 44.234

5 16.23 19.550658 15.42 12.346

6 14.29 17.213734 32.23 4.449

7 13.98 16.840308 32.3 4.307

8 17.2 20.71912 21.76 15.531

9 16.04 19.321784 8.32 1.337

10 17.46 21.032316 11.62 15.922

ꭓ 17.036 20.5215656 23.133 20.0193

Tabla 17. Valores de los parámetros geotécnicos recopilados para

la Fm. Onzole (Modificado de: Pachacama, 2016)

53

CAPÍTULO V

5. CÁLCULO DE LOS FACTORES DE SEGURIDAD

5.1. Cálculo de factores de seguridad para los Escenarios

Se ha calculado los factores de seguridad en cuatro perfiles de terreno (A-A’; B-B’; C-C’

y D-D’) en diferentes escenarios de nivel freático y carga sísmica mediante los métodos

de análisis de estabilidad de taludes propuestos en la metodología del presente estudio.

En este capítulo se analiza la estabilidad del terreno de la comunidad La Vainilla,

utilizando el software Slide (RocScience). Se planteó una forma de rotura plana, debido

a que se posee planos de estratificación en la formación Onzole, la misma que se

encuentra subyacente a los depósitos cuaternarios (suelo); adicionalmente, los suelos

tienden a fallar en forma rotacional, por lo que también se ha buscado superficies en las

que podría desarrollarse roturas circulares.

Para evaluar el Factor de Seguridad se realizó la comparación con los valores propuestos

por la NEC (2014; tabla 4), que determina para condiciones estática FS minimo =1.25,

mientras que para condiciones seudoestáticas FS minimo= 1

5.1.1. Escenario con nivel freático bajo

Se supone el nivel freático bajo la superficie, cercano al contacto entre el suelo y la

formación Onzole, este escenario es equivalente en la temporada de verano, sin carga

sísmica.

Se puede observar en la figura 27 los modelos del terreno para rotura plana en los cuatro

perfiles realizados, donde los factores de seguridad varían entre los distintos métodos,

siendo todos FS>3, considerado como estable.

En la figura 28 se indica los modelos para rotura circular en los cuatro perfiles del terreno,

el factor de seguridad disminuye para este tipo de falla, pero sigue conservándose estable

(FS>2).

54

A

B

C

Figura 27. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático bajo, sin carga

sísmica en los perfiles A, B, C.

D

55

B

A

C

D

Figura 28. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático bajo, sin carga


56

Según los valores de factor de seguridad calculados para los cuatro perfiles, mediante los

distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes (Tabla 18) se denota estabilidad en

todos los perfiles analizados para esta condición, con nivel freático bajo (N.F. bajo);

además, se puede observar en la tabla 18, que la rotura circular presenta valores FS

menores que en rotura plana, debido a que la superficie de rotura es menor en circular que

en la plana.

5.1.2. Escenario con nivel freático alto

En este escenario se supone el nivel freático superficial, afectando el suelo y la formación

Onzole, dicho escenario es similar al que se tiene en temporada de invierno, sin carga

sísmica.

En la figura 29 se observan los modelos del terreno para un tipo de falla plana, en los

cuatro perfiles realizados, los factores de seguridad calculados varían entre los distintos

métodos, siendo todos FS>1.5, considerado como estable.

Los modelos para rotura circular se muestran en la figura 30, para los cuatro perfiles del

terreno, el factor de seguridad disminuye en este tipo de falla, encontrándose en el límite

de la estabilidad propuesta en la NEC (2014), (FS>1.3).

ROTURAMétodos de análisis de

estabilidad de taludesPERFIL A PERFIL B PERFIL C PERFIL D

Bishop Simplificado 4.735 3.284 3.816 4.59

Janbu Simplificado 4.688 3.241 3.768 4.5

Janbu Corregido 4.736 3.282 3.811 4.575

Spencer 4.829 3.279 3.8 4.721

GLE/Morgenstern-Price 4.695 3.249 3.777 4.519



Janbu Corregido 2.967 2.42 2.779 2.274

Spencer 3.005 2.437 2.78 2.295


ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

FACTOR DE SEGURIDAD: N.F. BAJO

Tabla 18. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático bajo, mediante los distintos

métodos de análisis de estabilidad de taludes.

57

Figura 29. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático alto, sin carga


B

A

C

D

58

Figura 30. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático alto, sin carga


B

A

C

D

59

Los valores de factor de seguridad calculados para los cuatro perfiles, mediante los

distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes (Tabla 19) determinan la

estabilidad en escenario de nivel freático alto; se puede observar que para la rotura plana

se obtienen valores mayores que en rotura circular, encontrándose esta última cercana al

FS mínimo propuesto en la NEC (2014) (FS mínimo=1.25).

Los valores de FS presentados en la tabla 19, son menores porque se encuentran

influenciados por la acción del nivel freático alto.

5.1.3. Escenario con nivel freático bajo y carga sísmica

Se supone el nivel freático bajo la superficie, cercano al contacto entre el suelo y la

formación Onzole, adicionando carga sísmica (calculado en el capítulo anterior).

Se puede observar en la figura 31 los modelos del terreno para rotura plana en los cuatro

perfiles realizados, donde los factores de seguridad varían entre los distintos métodos,

siendo todos FS=0.988-1.311, considerado como inestable según la NEC (2014), donde

el FS minimo en condiciones seudoestáticas es 1.0.

En la figura 32 se indica los modelos para rotura circular en los cuatro perfiles del terreno,

el factor de seguridad disminuye para este tipo de falla, conservándose inestable

(FS=0.567-0.785).





Janbu Corregido 2.561 1.695 2.155 2.669

Spencer 2.597 1.695 2.149 2.678




Janbu Corregido 2.058 1.427 2.047 1.947

Spencer 2.027 1.398 2.016 1.938


FACTOR DE SEGURIDAD: N.F. ALTO

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

Tabla 19. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático alto, mediante los distintos

métodos de análisis de estabilidad de taludes.

60

Figura 31. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático bajo y carga


B

A

C

D

61

Figura 32. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático bajo y carga


B

A

C

D

62



inestabilidad para el escenario con nivel freático alto y carga sísmica; se puede observar

que para la rotura plana se obtienen valores mayores que en rotura circular, encontrándose

valores FS<1, siendo el FS mínimo en condiciones seudoestáticas, propuesto en la NEC

(2014) FS=1.

Los resultados obtenidos para el factor de seguridad, son mucho menores (FS<1) que en

los escenarios anteriores, por efecto de la carga sísmica.

5.1.4. Escenario con nivel freático alto y carga sísmica

En este escenario se supone el nivel freático superficial, afectando el suelo y la formación

Onzole, adicionando carga sísmica.

En la figura 33 se observan los modelos del terreno para un tipo de falla plana, en los

cuatro perfiles realizados, los factores de seguridad calculados varían entre los distintos

métodos, siendo FS=0.599-0.812; considerado como inestable según la NEC (2014),

donde el FS minimo en condiciones seudoestáticas es 1.0.

Los modelos para rotura circular se muestran en la figura 34, para los cuatro perfiles del

terreno, el factor de seguridad disminuye en este tipo de falla, conservándose inestable

(FS=0.567-0.785).





Janbu Corregido 1.234 1.005 1.134 1.287

Spencer 1.216 0.988 1.126 1.311




Janbu Corregido 0.977 0.91 0.909 0.889

Spencer 1.001 0.931 0.903 0.895


FACTOR DE SEGURIDAD: N.F. BAJO + C.S.

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

Tabla 20. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático bajo + carga sísmica,

mediante los distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes.

63

B

A

C

D

Figura 33. Modelo del terreno con rotura plana para escenario con nivel freático alto y carga


64

B

A

C

D

Figura 34. Modelo del terreno con rotura circular para escenario con nivel freático alto y carga


65



inestabilidad del terreno para el escenario con nivel freático alto y carga sísmica; siendo

todos los valores calculados FS<1, considerando que el FS mínimo en condiciones

seudoestáticas, propuesto en la NEC (2014) debe ser igual o mayor a 1.

Para este escenario, es contundente que la acción sísmica afecta la estabilidad del terreno,

evidenciado en los resultados para los diferentes métodos de análisis para rotura plana y

circular, cuyos FS son menores a 1.





Janbu Corregido 0.764 0.607 0.694 0.812

Spencer 0.76 0.6 0.69 0.808




Janbu Corregido 0.718 0.586 0.689 0.785

Spencer 0.709 0.581 0.679 0.781


FACTOR DE SEGURIDAD: N.F. ALTO + C.S.

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

Tabla 21. Cuadro resumen de los valores de FS en escenario de nivel freático alto + carga sísmica,

mediante los distintos métodos de análisis de estabilidad de taludes.

66

CAPÍTULO VI

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS

En este capítulo se muestra la interpretación de los resultados obtenidos en el capítulo V,

evaluando los factores de seguridad obtenidos en cada método en función de los

escenarios para cada uno de los perfiles, con el fin de identificar el perfil con menor FS y

que mejor se adapte en el presente caso de estudio.

- Perfil A

Este perfil se encuentra con dirección aproximada SW-NE, tomando en cuenta el estero

El Tigre y el terreno de la comunidad La Vainilla.

En base a los resultados calculados del FS (Tabla 22), permanece estable en esta dirección

para escenarios estáticos que varían en el nivel freático; por el contrario, en escenarios

pseudoestáticos el talud muestra inestabilidad.

67

- Perfil B

Este perfil se encuentra con dirección aproximada SSW-NNE, pasando por el estero El

Tigre y el terreno de la comunidad La Vainilla.

Según los resultados calculados del FS en este perfil (Tabla 23), se identifica que el talud

permanece estable en esta dirección para escenario estático con el nivel freático bajo,

teniendo valores mayores a 2 (FS>2); por el contrario, al aumentar el nivel freático, los

valores se encuentran desde 1.376, valor cercano al mínimo requerido en la NEC (2014).

En el análisis pseudoestático, el talud muestra que con el nivel freático bajo los valores

del FS calculados están entre 0.856 a 1.005 y en niveles altos los valores disminuyen a

0.567 – 0.608; lo que evidencia inestabilidad del terreno.


estabilidad de taludesNF bajo NF alto

N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +

C.S.Bishop Simplificado 4.735 2.56 1.232 0.764


Janbu Corregido 4.736 2.561 1.234 0.764

Spencer 4.829 2.597 1.216 0.76




Janbu Corregido 2.967 2.058 0.977 0.718

Spencer 3.005 2.027 1.001 0.709


ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

PERFIL A

Tabla 22. Resultados del FS calculado en el perfil A, mediante los distintos métodos de análisis de

estabilidad de taludes.

68

- Perfil C

Este perfil posee dirección aproximada SSW-NNE, paralelo al perfil B, se encuentra en

el extremo sur de la comunidad La Vainilla.

Los valores del FS calculados para este perfil (Tabla 24), muestran una clara estabilidad

del terreno en esta dirección para escenarios estáticos con distinto nivel freático (FS>2);

En escenarios pseudoestáticos con nivel freático bajo, el talud muestra estabilidad para

falla plana (FS>1.1); por el contrario, para falla rotacional y escenario de nivel freático

alto más carga sísmica, se observa una clara inestabilidad (FS<1) mediante todos los

métodos.



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 3.282 1.695 1.005 0.607

Spencer 3.279 1.695 0.988 0.6




Janbu Corregido 2.42 1.427 0.91 0.586

Spencer 2.437 1.398 0.931 0.581


PERFIL B

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

Tabla 23. Resultados del FS calculado en el perfil B, mediante los distintos métodos de análisis de


69

- Perfil D

La dirección de este perfil es N-S, pasando únicamente por el terreno de la comunidad La

Vainilla.

Según los resultados calculados del FS para el perfil D (Tabla 25), el terreno permanece

estable en esta dirección para escenarios estáticos de diferentes niveles freáticos.

Para el escenario con nivel freático bajo y carga sísmica, el talud muestra estabilidad para

falla plana (FS>1.2); por el contrario, para la rotura rotacional en dicho escenario y para

el escenario con nivel freático alto más carga sísmica, se observa una clara inestabilidad

(FS<1) mediante todos los métodos de análisis.

Los valores FS calculados en la rotura circular para todos los casos son menores en

comparación a la rotura plana; debido a que la longitud de la superficie de rotura influye

en la estabilidad, la superficie de falla plana es notablemente mayor que en la rotura

circular.

De los métodos de análisis de estabilidad de taludes utilizados, el de Janbu Simplificado,

denota un carácter más sensible que los otros métodos para los cuatro perfiles en

cualquiera de los escenarios.



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 3.811 2.155 1.134 0.694

Spencer 3.8 2.149 1.126 0.69




Janbu Corregido 2.779 2.047 0.909 0.689

Spencer 2.78 2.016 0.903 0.679


ROTURA

CIRCULAR

ROTURA

PLANA

PERFIL C

Tabla 24. Resultados del FS calculado en el perfil C, mediante los distintos métodos de análisis de


70



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 4.575 2.669 1.287 0.812

Spencer 4.721 2.678 1.311 0.808




Janbu Corregido 2.274 1.947 0.889 0.785

Spencer 2.295 1.938 0.895 0.781


PERFIL D

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

Tabla 25. Resultados del FS calculado en el perfil D, mediante los distintos métodos de análisis de


71

CAPÍTULO VII

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1. Conclusiones

- En el sector de estudio se han identificado tres unidades litológicas: Formación

Onzole y Formación Borbón, formaciones de carácter sedimentario, de relleno de

la cuenca Manabí, conformadas por secuencias de lutitas, areniscas o

conglomerados, estratos granocrecientes y granodecrecientes, lo que muestra la

sedimentación progresiva en ambientes marino someros a transicionales.

Depósitos cuaternarios, conformados por suelos limo-arenosos y depósitos

coluviales.

- Los suelos en la zona de estudio, corresponde en su mayoría a los de tipo CL

(clasificación SUCS), caracterizados por ser arcillas inorgánicas de baja

plasticidad y de baja a media compresibilidad, poseen consistencia que varía de

plástica a dura. Los parámetros resistentes, en promedio, son valores bajos-medios

(ϕ=17°; ϲ=0.133kg/cm2) lo que está en función al tipo de suelo reconocido.

- Los suelos según la clasificación AASHTO, son suelos regulares a malos para

cimentaciones (A-6).

- Los porcentajes de humedad natural obtenidos como resultados influencian la

cohesión de estos materiales, los cuales varían del 16 al 25%.

- Los valores calculados de factor de seguridad muestran que el factor detonante

que más influye es la carga sísmica, para los escenarios seudoestáticos, el talud

tiende a ser inestable; mientras que en condiciones estáticas, la acción del agua, a

pesar de que no provoca inestabilidad, disminuye los FS.

- El perfil B muestra valores FS menores que los otros perfiles (A, C, D), para los

diferentes escenarios, por lo que se concluye que la rotura más crítica es en esta

dirección, por lo tanto, deberán tomarse medidas de prevención, considerando

estos valores.

72

- El método de análisis de estabilidad de taludes más sensible, en todos los

escenarios, es el método Janbu Simplificado; sin embargo, para resultados de

valores mayores del FS no se denota una tendencia entre los otros métodos.

- El mecanismo de rotura circular, denota superficies de rotura con menor factor de

seguridad a comparación de la rotura plana, en la cual son mayores; empero, la

superficie propuesta para la falla plana tiene mayor longitud que la falla

rotacional. Lo cual incide en los parámetros resistentes.

7.2. Recomendaciones

- Se recomienda instalar puntos de control hidro-meteorológicos (incluyendo

pluviómetros), con el fin de identificar de mejor forma los parámetros hídricos e

hidrogeológicos, ya que son factores detonantes y que pueden modificar los

parámetros resistentes de los materiales.

- Es recomendable realizar ensayos de permeabilidad, que permitan conocer las

condiciones internas del material

- Se recomienda analizar la estabilidad del terreno mediante métodos de elementos

finitos (MEF), para identificar el estado tenso-deformacional del terreno y el área

afectada, ya que el método de equilibrio límite no lo permite.

- Es recomendable controlar los puntos de surgencia de agua, realizando una

impermeabilización y/o drenando el agua fuera de la zona de estudio;

adicionalmente, mitigar la infiltración del agua en el terreno con el uso de

canaletas, especialmente, hacia el norte de la comunidad La Vainilla, donde la

pendiente abrupta de las laderas aumenta la escorrentía hacia la zona de estudio.

- Se recomienda no seguir realizando cimentaciones en la zona de estudio, mayores

a dos plantas, ya que la carga estática modifica las condiciones de estabilidad del

terreno, además de ser una zona con peligro sísmico alto.

- En el análisis de estabilidad de taludes es recomendable utilizar el método de

análisis Janbu Simplificado, para obtener resultados de mayor sensibilidad.

- Se sugiere realizar el control del movimiento de masa, mediante la instalación de

mojones perimetrales a la zona de estudio.

73

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76

ANEXOS

77

ANEXO A: Mapas

78

79

80

81

ANEXO B: Perfiles

82

83

84

85

COLUMNA ESTRATIGRÁFICA GENERALIZADA

86

ANEXO C: Parámetros geotécnicos y factores de seguridad SUELOS

87

FORMACIÓN ONZOLE

88



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 4.736 2.561 1.234 0.764

Spencer 4.829 2.597 1.216 0.76




Janbu Corregido 2.967 2.058 0.977 0.718

Spencer 3.005 2.027 1.001 0.709


ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

PERFIL A

89



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 3.282 1.695 1.005 0.607

Spencer 3.279 1.695 0.988 0.6




Janbu Corregido 2.42 1.427 0.91 0.586

Spencer 2.437 1.398 0.931 0.581


PERFIL B

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

90



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 3.811 2.155 1.134 0.694

Spencer 3.8 2.149 1.126 0.69




Janbu Corregido 2.779 2.047 0.909 0.689

Spencer 2.78 2.016 0.903 0.679


ROTURA

CIRCULAR

ROTURA

PLANA

PERFIL C

91



N.F. bajo +

C.S.

N.F. alto +



Janbu Corregido 4.575 2.669 1.287 0.812

Spencer 4.721 2.678 1.311 0.808




Janbu Corregido 2.274 1.947 0.889 0.785

Spencer 2.295 1.938 0.895 0.781


PERFIL D

ROTURA

PLANA

ROTURA

CIRCULAR

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · Deslizamientos ... de estabilidad de taludes..... 67 Tabla 23. Resultados del FS calculado en el perfil B, mediante los distintos