Info Estab Talud Troje IV. v1

 

EMPRESA PÚBLICA METROPOLITANA DE GESTION INTEGRAL DE RESIDUOS SOLIDOS, EMGIRS-EP

"ESTUDIO DE ESTABILIDAD PARA LA ESCOMBRERA TROJE IV, UBICADA EN LA AVENIDA SIMON BOLIVAR, A LA ALTURA DEL PARQUE METROPOLITANO DEL SUR, DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO”

INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

ING. LUIS TORRES BAEZ MSC.

   ABRIL - 2019

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

CONTENIDO 1. 2.

ALCANC ALCANCE E Y OBJ OBJETIV ETIVOS OS DEL PRE PRESEN SENTE TE EST ESTUDIO UDIO.... .......... ............ ............ ............ .......1 .1 Criter Criterios ios sob sobre re LLA A ESTAB ESTABILI ILIDAD DAD d dee ta talud ludes.. es..... ....... ........ .......... ............ ............ ............1 ......1

2.1.Causas de la inestabilidad de taludes1 2.2.Procesos Morfodinámicos2 2.3.Factores que influyen en la morfodinámica actual3 2.3.1.

Aspectos es estructurales 3

2.3.2.

Aspectos Sí Sísmicos3

2.3.3.

Aspectos Geotécnicos 3

2.3.4.

La Topografía:5

2.3.5.

El Clima: 5

2.3.6. 2.3.7.

Suelo: 5 Litología: 5

2.3.8.

La eerrosión hi hidrogeológica5

2.3.9.

La erosión antrópica6

3.

AN ANAL ALIS ISIS IS DE DE ESTA ESTABI BILI LIDA DAD D DE T TAL ALUD UDES ES E EN N EL TR TROJ OJE E IV IV...... IV.............6 .......6

3.1.Metodología de Cálculo del Factor de Seguridad (F.S.)6 3.2.Unidadess Geológic 3.2.Unidade Geológico o geotécn geotécnicas icas 10 3.2. 3.2.1. 1.

Unida nidad d ant ntrrópic ópicaa (e (esc sco omb mbrros os)11 )11

3.2.2.

Unidad Cangahua11

3.3. Selección de 3.3.Selección de Parámetros de calculo11 calculo 11 3.3. 3.3.1. 1. Pa Pará ráme metr tros os sísmi sísmico coss een n el an anál ális isis is de es esta tabi bililida dad12 d12 3.3.2.

Nivel FFrreático ((N N.F.)14

3.3.3.

Resistencia aall co corte1 e14 4

3.4.Casos analizados considerando la geometría actual15 3.5.Casos analizados variando la geometría actual, con el relleno de los cuencos y el diseño de bermas15 3.5. 3.5.1. 1.

FA FACT CTOR ORES ES DE SE SEGU GURI RIDA DAD DE EN N EL PERF PERFIL IL 0+ 0+20 20016 016

3.5. 3.5.2. 2.

FA FACT CTOR ORES ES DE SE SEGU GURI RIDA DAD DE EN N EL PERF PERFIL IL 0+ 0+30 30016 016

3.5. 3.5.3. 3. 3.5. 3.5.4. 4.

FA FACT CTOR ORES ES DE SE SEGU GURI RIDA DAD DE EN N EL PERF PERFIL IL 0+ 0+40 40016 016 FA FACT CTOR ORES ES DE SE SEGU GURI RIDA DAD DE EN N EL PERF PERFIL IL 0+ 0+52 52017 017

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc  

i

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

3.5. 3.5.5. 5.

FA FACT CTOR ORES ES DE SE SEGU GURI RIDA DAD DE EN N EL PERF PERFIL IL 0+ 0+60 60018 018

3.5. 3.5.6. 6.

FA FACT CTOR ORES ES DE SE SEGU GURI RIDA DAD DE EN N EL PERF PERFIL IL 0+ 0+70 70018 018

3.5. 3.5.7. 7. 0+225

FA FACT CTOR ORES ES D DE E SE SEGU GURI RIDA DAD D EN EL PPER ERFI FILL TRA TRANS NSVE VERS RSAL AL 0 0+0 +065 65-19

3.5. 3.5.8. 8. 0+375

FA FACT CTOR ORES ES D DE E SE SEGU GURI RIDA DAD D EN EL PPER ERFI FILL TRA TRANS NSVE VERS RSAL AL 0 0+2 +225 25-19

3.5. 3.5.9. 9. 0+475

FA FACT CTOR ORES ES D DE E SE SEGU GURI RIDA DAD D EN EL PPER ERFI FILL TRA TRANS NSVE VERS RSAL AL 0 0+3 +375 75-20

3.5. 3.5.10 10.. 0+615

FACT FACTOR ORES ES DE SEG SEGUR URID IDAD AD EN EL PER PERFI FILL TRAN TRANSV SVER ERSA SALL 0+47 0+475520

3.5. 3.5.11 11.. 0+755

FACT FACTOR ORES ES DE SEG SEGUR URID IDAD AD EN EL PER PERFI FILL TRAN TRANSV SVER ERSA SALL 0+61 0+615521

3.6.CONCLUSIONES21 3.7.RECOMENDACIO 3.7.RECOMEN DACIONES NES 24 ÍNDICE DE CUADROS CUADRO 1. CUADRO CUADRO CUA DRO 2. 2. CUADRO CUA DRO 3. 3. CUADRO CUA DRO 4. 4. CUADRO CUA DRO 5. CUADRO CUA DRO 6. CUADRO CUA DRO 7. CUADRO CUA DRO 8.

RESUM RESUMEN EN DE DE MÉTOD MÉTODOS OS QUE QUE CONS CONSIDE IDERAN RAN EL EQUI EQUILIB LIBRIO RIO DE MOME MOMENTO NTOS....... S.............. .........7 ..7 RESUM RESUMEN EN DE MÉTO MÉTODOS DOS QUE QUE CONSI CONSIDER DERAN AN LAS LAS FUERZ FUERZAS AS ANTI ANTI DOVEL DOVELAS... AS....... ........ ........ .........8 .....8 VALOR VALOR Z EN FUNCIÓ FUNCIÓN N DE LA ZONA ZONA SÍSMICA SÍSMICA (NEC). (NEC)..... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........12 ....12 PARÁME PARÁMETRO TROSS SÍSMIC SÍSMICOS OS DE DE CÁLCUL CÁLCULO O PARA PARA LA ZONA ZONA EL EL TROJE TROJE IV IV... IV....... ........ ........ ........ ..........13 ......13 PARÁME PARÁMETRO TROSS GEOTÉCN GEOTÉCNICO ICOSS EL TR TROJE OJE IV IV........ IV............ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......15 ..15 FS EN PERFIL PERFIL 0+200 0+200 (PLAT. (PLAT. EXIST.). EXIST.)..... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........... ............16 .....16 FS EN PERFIL PERFIL 0+300 0+300 (RELLE (RELLENO) NO).... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........... ..............16 .......16 FS EN PERFIL PERFIL 0+400 0+400 (PLAT. (PLAT. EXIST.). EXIST.)..... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........... ............16 .....16

CUA CUADRO DRO CUADRO CUADR O 9. 10. CUADRO CUADR O 11. CUADRO CUADR O 12. CUADRO CUADR O 13. CUADRO CUADR O 14. CUADRO CUADR O 15. Cuadro 16.

FS PERFILL 0+520 0+52 0 (PLAT. (RELLE (RELLENO) ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........... ..............17 .......17 FS EN EN PERFIL PERFIL PERFI 0+600 0+600 (PLA T. NO).... EXIST.) EXIST.)......... ................... .................... ................... ................... .................... .............................18 ...................18 FS EN PERFIL PERFIL 0+700 0+700 (TALUD (TALUD EXIST.)....... EXIST.)................. ................... ................... .................... ................... ............................. .................... 18 FS EN PERFIL PERFIL 0+065-0+2 0+065-0+225..... 25............... .................... ................... ................... .................... ............................................19 ..................................19 FS EN PERFIL PERFIL 0+225-0+3 0+225-0+375..... 75............... .................... ................... ................... .................... ............................................19 ..................................19 FS EN PERFIL PERFIL 0+375-0+4 0+375-0+475..... 75............... .................... ................... ................... .................... ............................................20 ..................................20 FS EN PERFIL PERFIL 0+475-0+6 0+475-0+615..... 15............... .................... ................... ................... .................... ............................................20 ..................................20 FS EN PERFIL 0+615-0+755... 0+615-0+755......... ............ ............ ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ........... ............ ........... ................ .............21 ..21

ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1. FIGURA FIGU RA 2.

MÉTODO DE LAS DOVELAS............................................................................. DOVELAS............................................................................................. ......................... .........6 6 FUERZAS FUERZAS ACTUANTES ACTUANTES SOBRE SOBRE LA DOVELA........ DOVELA................. ................... .................... ................... ................................. ........................ 10

Figuraa 3 Figur 3..

Mapa de Peligrosidad Peligrosidad sísmica sísmica del Ecuador Ecuador (NEC (NEC 2015).......... 2015)............... ........... ............ ............. ....................... ......................12 ......12

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc  

ii

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

1. ALCAN ALCANCE CE Y OB OBJETIV JETIVOS OS DEL P PRESEN RESENTE TE ESTU ESTUDIO DIO El presente informe tiene por objeto presentar los resultados obtenidos, sobre la evaluación de la estabilidad y el planteamiento de las medidas de mitigación. Los trabajos de campo, ejecutados en etapas anteriores, cuyos resultados han ha n si sido do pr pres esen enta tado doss co con n an ante teri rior orid idad ad y cons consis iste ten n de lo si sigu guie ient nte: e: levantamiento topográfico, sísmica de refracción, perforación a rotación con recupe rec uperac ración ión de testig testigos, os, son sondeo deoss SPT. Los ens ensayo ayoss de labora laborator torio io se ejecutaron para determinar las características físicas como granulometría, límites de Atterberg, humedad natural, y con ello su clasificación SUCS. Adicio Adi cional nalmen mente te se realiz realizaro aron n ens ensayo ayoss par paraa det determ ermina inarr los par paráme ámetro tross Geomecánicos, como cohesión, ángulo de fricción, densidad, etc., con la finalidad de determinar la estabilidad de los taludes. 2. CRITE CRITERIOS RIOS SOBRE SOBRE LA ESTAB ESTABILIDA ILIDAD D DE TA TALUDES LUDES  .1.

 Causas de la inestabilidad de taludes

Las zonas cercanas a los bordes de ladera, así como los taludes de corte, son considerad consideradas as como inestables. inestables. Esta ines inestabil tabilidad idad es la causa para que estas zonas sufran frecuentes f recuentes deslizamientos de terreno Dicha inestabilidad de laderas tiene diferentes orígenes: -

-

-

Existencia de taludes empinados con presencia de materiales sueltos. Erosión regresiva y lateral en bordes de ladera y de taludes Existencia de paleodeslizamientos reactivados por movimientos de tierra y los consiguientes cortes de taludes. Pres Pr esen enci cia de los filt filtra cion ones ess, de ag agua ua ocas iona das s ospo porro la ac acti tivi vidad dad antr an tróp ópic ica aa en lo s raci ta talu lude des, (can (canal ales es oc noasio reve renada vest stid idos al alcan canta tari rill llas as tapadas), alta pluviosidad sin el debido encausamiento, etc. Pres Presen enci ciaa de fe fenó nóme meno noss hi hidr drom omet eteo eoro roló lógi gico coss qu quee prov provoc ocan an la saturación de los suelos. Acción del calentamiento global del planeta, que viene provocando fenómenos nunca antes ocurridos con lluvias torrenciales en cortos espacios de tiempo Presencia de amenazas sismotectónicas, debido a la presencia de fallas y la posibilidad de que se produzcan movimientos sísmicos

Los materiales más susceptibles a deslizarse constituyen los depósitos no consolidados, entre los que se encuentran los suelos superficiales removidos Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

1

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

y rellenos, cuando estos se encuentran afectados por alguna o algunas de las causas mencionadas. Gran parte de los materiales existentes en la zona estudiada, se encuentran constituidos por rellenos, limos de origen residual y suelos caracterizados por su baja resistencia, los cualescuando tienen se la encuentran particularidad desaturados, presentar la característica de ser colapsables muy lo cual los convierte en altamente susceptibles a los movimientos en masa en esas circunstancias. Los movimientos del terreno frecuentes son los movimientos en masa a través de planos de deslizamiento, los mismos que pueden ser antiguos y activos, los que a su vez v ez pueden ser superficiales o profundos. . .

Procesos Morfodinámicos

La principal manifestación morfodinámica en la zona de estudio, son los pr proc oces esos os de in ines esta tabi bililiza zaci ción ón de pend pendie ient ntes es;; los los cu cual ales es se en encu cuen entr tran an principalmente favorecidos por la erosión lineal y profundización de grietas en los taludes existentes. Los mencionados procesos se pueden volver críticos si se presentan eventos Hidrometeorológicos Hidrometeoroló gicos de grado alto, como aquellas tormentas relacionadas al fenómeno del Niño, o a las provocadas por el cambio climático; los cuales podrían provocar notables incrementos de los caudales de escorrentía en la parte superior de los taludes y con ello un incremento de la fuerza erosiva del agua. Igualmente, dichos eventos pluviométricos actúan directame directamente nte sobre los taludes provocando fenómenos de erosión laminar acompañados de un incremento de las infiltraciones y con ello la saturación del suelo s uelo y por consig con siguie uiente nte el brusc brusco o inc increm rement ento o de la pre presió sión n de por poros. os. Tod Todo o lo cual contribuye a la disminución de la resistencia al corte de los materiales aumentando el peligro de inestabilización de las pendientes y de los taludes de corte. Adicio Adic iona nalm lmen ente te,, la in inte terv rven enci ción ón antr antróp ópic ica, a, que que se ma mani nifie fiest staa po porr la presencia de rellenos en laderas con susceptibilidad a los movimientos en masa, constituyen factores de riesgo, que contribuyen de forma peligrosa al modelado model ado de la supe superfici rficie. e. Por ot otro ro lad lado, o, la fa falta lta de un ade adecuado cuado sistem sistemaa de drenaje drenaje pluvi pluvial, al, pe permite rmite que las aguas desfoguen desfoguen d direct irectament amentee sobr sobree los taludes existentes, contribuyendo a una desestabilización de pendientes desde la parte superior.

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

2

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

 .3.

Factores que influyen en la morfodinámica actual

 Aspectos estructurales estructurales

Un fact factor or perm perman anen ente te y co con ndici dicio ona nant ntee de la morfo orfodi diná námi mica ca es el debilitamiento estructural que ha sufrido el macizo como producto de la intensa tectónica activa a la que se encuentra sometida la zona de estudio, que atraviesa la cordillera Occidental. La presencia de fallas, así como una serie ser ie de dis discon contin tinuid uidade adess est estruc ructur turale ales, s, perpen perpendic dicula ulares res a las mismas mismas,, contribuyen notablemente a los procesos morfodinámicos de inestabilización de pendientes en dichas zonas. La presencia de fallas ha dejado evidencias morfológicas de deslizamientos relictos; lo que lleva a pensar que la actividad de la misma fue en la antigüedad un factor importante que contribuyó al modelado superficial. La inf influe luenci nciaa de las disc discont ontinu inuida idades des geo-es geo-estru tructu ctural rales es en los pro proces cesos os morfodinámicos superficiales se manifiesta en el control estructural que tienen los drenajes naturales. Paralelamente, las discontinuidades estructurales al interior del macizo, con rumbo paralelo a la dirección de las quebradas, favorece la generación de superficies super ficies principale principaless de desli deslizamie zamiento. nto. Discon Discontinu tinuidades idades estru estructura cturales, les, or orien ientad tadas as per perpen pendic dicula ularme rmente nte a los eje ejess de los dre drenaj najes es fav favore orecen cen la conformación de los flancos de deslizamientos; así como condicionan la di dire recc cció ión n de gr grie ieta tass pe perrpend pendic icul ular ares es a la lass qu queb ebra rada dass prin princi cipa pale less y paralelamente contribuyen a la generación de flujos de lodo y escombros que se dirigen hacia las zonas bajas.  Aspectos Sísmicos Sísmicos

El fact factor or sísm sísmic ico, o, de suma suma impo import rtan anci ciaa en el área área de es estu tudi dio, o, pu pued edee dese de senc ncad aden enar ar en cu cual alqu quie ierr mo mome ment nto, o, proc proces esos os morf morfod odin inám ámic icos os de magnitud considerable, por la influencia que tienen los sismos sobre el factor de seguridad de los taludes. Este factor es más relevante, si se considera que después del terremoto del 16 de abril de 2016, ocurrido en Manabí, varios de los taludes estudiados se reactivaron.  Aspectos Geotécnicos Geotécnicos

Los materiales que conforman los taludes en varias de las zonas estudiadas, se encuentran constituidos por rellenos, suelos residuales y saprolíticos, caract car acteri erizad zados os por su baj bajaa res resist istenc encia. ia. Est Estos os materi materiale aless presen presentan tan dos Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

3

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

características que se reflejan en la cinemática de los movimientos de masas: -

Baja permeabilidad primaria. Pérdida de resistencia frente a incrementos de grado de saturación.

La baja permeabilidad primaria hace que el agua difícilmente se infiltre al interior del macizo; viéndose obligada a escurrir superficialmente. El hecho de que las pendientes, normalmente, tengan una fuerte inclinación posibilita que la energía energía erosiva del agua de escorrentía escorrentía se incremente fácilmente. El resu result ltad ado o es la ge gene nera raci ción ón de fl fluj ujos os de lo lodo do y esc escom ombr bros os.. Es Esto toss movimientos se suelen desencadenar al poco tiempo de iniciado un evento pluviométrico relativamente intenso. Sin embargo, la unión de una baja permeabilidad primaria y paralelamente, la propiedad de pérdida de resistencia frente al incremento del grado de saturación, convierte a la zona en potencialmente peligrosa a ser afectada por desliza deslizamie miento ntoss lue luego go de prolonga prolongados dos perí período odoss de pluvi pluviosi osidad dad.. Los movimientos de masassin que se generan consecuencia de lo anterior, suelen ser sorpresivos dejar tiempo a como reacción alguna. Una cinemática diferente se presenta en depósitos de masas deslizadas con anteri ant eriori oridad dad.. Estos Estos material materiales es han perdido perdido,, su estado de cem cement entaci ación ón natu na tura ral, l, sin sin em emba barg rgo, o, co cons nser erva van, n, en part parte, e, sus sus prop propie ieda dade dess de baja baja permeabilidad. Los espesores de estos depósitos depósitos generalmente no son muy muy potent pot entes. es. Esto Esto se deb debe, e, a que las condici condicione oness morfo morfológ lógica icass de la zona (p (pen endi dien ente tess re rela lati tiva vame ment ntee fu fuer erte tes) s),, im impu pues esta tass por por la lass co cond ndic icio ione ness intrínsecas de los materiales, dificulta que grandes volúmenes de masas deslizadas desli zadas pue puedan dan irse acum acumuland ulando. o. Gran par parte te de las mismas mismas,, han sido retransportadas por nuevos procesos de inestabilización o debido a la fuerza de los agentes erosivos. En general se pueden identificar en toda el área de estudio deslizamientos antiguos, latentes latentes y activos. Especial atención merecen los deslizamientos tanto en estado latente como activo que son producto de la intervención antrópica. antr ópica. Este tipo d dee movimie movimientos ntos de masa masass constituyen constituyen la mayoría mayoría de los procesos morfodinámicos observados en el área de estudio; lo que es una muestra de la peligrosa acción de la construcción de infraestructura y viviendas, sin un adecuado diseño frente al riesgo Por ot Por otro ro la lado do,, ta tamb mbié ién n se ob obse serv rvan an en la zo zona na proc proces esos os de orig origen en hidrometeorológico, hidrometeorológi co, evidenciados por flujos de lo lodo do y escombros. Las zonas propicias en donde se pueden generar flujos de lodo y escombros son Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

4

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

aquellas que tienen una pendiente bastante fuerte, una baja permeabilidad del sustrato y depósitos superficiales de masas sueltas de poca potencia. La Topografía:

  El relieve es uno de los factores significativos en el desarrollo de las remociones en masa; a medida que aumenta la inclinación y la longitud de las vertientes, aumenta la probabilidad de que se generan deslizamientos, derrumbes, hundimientos, u otros fenómenos. El Clima:

El desarrollo de los fenómenos de movimiento en masa, depende en gran parte de las lluvias y posterior saturación de los materiales edáficos y regolíticos. En forma general, la velocidad de infiltración en un suelo seco es muyy gr mu gran ande de en po poco co tie tiemp mpo; o; a me medi dida da que el su suel elo o se hum humed edec ece, e, la velo ve loci cida dad d de in infi filt ltra raci ción ón dism dismin inuy uyee rá rápi pidam damen ente te ha hast staa al alca canz nzar ar un unaa velocidad de equilibrio, que dependerá de su textura y estructuras; pero cuando existe un exceso de agua que llega a saturar a los materiales superficiales y sub-superficiales, y si éstos se encuentran en laderas de fuerte fue rtess pen pendie diente ntess y sin una buena buena cobert cobertura ura veg vegeta etal, l, se gen genera eran n las remociones en masa. Suelo:

 La meteorización, presente tambien las zonas de estudio, sea esta física o química, produce efectos que preparan los suelos, para los movimientos en masa. Litología:

Los grandes deslizamientos y derrumbes están siempre relacionados con el tipo de material aflorante; la mayor o menor influencia de este factor en el modelado de las laderas, dependerá del tipo de suelo, de su resistencia, del co comp mpor orta tami mien ento to fren frente te a la in infi filt ltra raci ción ón,, de dell grad grado o de me mete teor oriz izac ació ión n y fracturación. La erosión hidrogeológica

Se rela relaci cion onaa con con la circ circul ulac ació ión n de dell ag agua ua po porr ma mate teri rial ales es perm permea eabl bles es causando la perdida de la sustentación de los terrenos.

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

5

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

La erosión antrópica

Se relaciona con la acción desencadenante del hombre al modificar los taludes naturales del terreno, produciendo socavaciones en las laderas o alteraciones de las vertientes, también se relaciona con el uso del suelo o construcciones. 3. ANALI ANALISIS SIS DE ESTABI ESTABILIDAD LIDAD DE DE TALUD TALUDES ES EN EL T TROJE ROJE IV Con el fin de analizar el estado de los taludes, se procedió a elaborar modelos, tomando en cuenta las condiciones topográficas actuales y previas previ as a depositaci depositación ón de los escombro escombros, s, con base a los parámetro parámetross geomecánicos de resistencia al corte de los suelos. Estos modelos se elaboraron utilizando la topografía auxiliar del sitio, los resultados de las investigaciones geofísicas preliminares, así como los resultados de las investigaciones descritas en la fase anterior. Los modelos se prepararon y analizaron en base a programas computacionales de análisis basados en equilibrio límite. 3.1.

Metodología de Cálculo del Factor de Seguridad (F.S.)

El fa fact ctor or de segu seguri rida dad d re repr preese sent ntaa la rela relaci ción ón entr ntre la lass ac acci cion ones es estabilizantes y actuantes en la superficie de falla o deslizamiento del suelo, así se puede obtener un F.S. con respecto al equilibrio de momentos y otro con respecto al equilibrio de fuerzas horizontales.  

1.

Método de las Dovelas

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

6

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Un procedimiento ampliamente aceptado y usado para resolver el problema consiste en dividir la masa de suelo que tiende a deslizarse sobre una tr tray ayec ecto tori riaa circ circul ular ar o es espi pira rall en dete determ rmin inad adas as pa part rtes es o porc porcio ione ness denominadas dovelas y determinar para cada una de ellas los esfuerzos y fuerzas presentes y así calcular el F.S., para ello existen varios métodos; sin embargo, el principio es el mismo y difieren uno de otro de acuerdo a las consideraciones o simplificaciones realizadas para cada uno. Para evaluar la estabilidad de los taludes de la vía se ha utilizado el módulo SLOPE/W del programa computacional GEOSTUDIO 2007. Los métodos de cálculo que ofrece el módulo SLOPE/W son los resumidos en el cuadro 1, en el mismo se indican que métodos cumplen con el equilibrio de momentos (FSM) y el equilibrio de fuerzas horizontales (FSH); mientras que en el cuadro 2, se muestra los métodos que consideran las fuerzas interpólelas y la relación entre dichas fuerzas. Cuadro 1. Resumen de métodos que consideran el equilibrio de momentos

Method Ordinary or Fellenius Bishop’s Simplified Janbu's Simplified Spencer Morgenstem-Price GLE Corps of Engineers

Force Equilibrium 1st Direction 2nd Direction (e.g., Vertical) (e.g., Horizontal) Yes No Yes No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

Moment Equilibrium Yes Yes No Yes Yes** Yes No 7

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Lowe-Karafiath Yes Yes No Janbu Generalized Yes Yes No Sarma Yes Yes Yes ** Moment equilibrium on individual slice is used to calculate interslice shear forces Fuente: GEOSTUDIO User´s Guide: Stability Modeling with SLOPE/W 2007 Cuadro 2. Resumen de métodos que consideran las fuerzas anti dovelas

Method

Interstice Interslice Normal Shear (E) (X)

Inclination of X/E Resultant, and X-E Relationship

Ordinary or Fellenius Bishop's Simplified Janbu's Simplified Spencer Morgenstem-Price

No

No

No interslice forces

Yes Yes Yes Yes

No No Y es Y es

Horizontal Horizontal Constant Variable: User function

Corps of Engineers 1

Yes

Y es

Inclination of atoline from crest

Corps of Engineers 2

Yes

Y es

Lowe-Karafiath

Yes

Y es

Janbu Generalized

Yes

Y es

Inclination of ground surface at top of slice Average of ground surface and slice base inclination Applied line of thrust and moment equilibrium of slice

Sarma - vertical Yes Y es X=C + E tan Ø slices Fuente: GEOSTUDIO User´s Guide: Stability Modeling with SLOPE/W 2007

En todos los métodos en los cuales existen la fuerza normal y de corte entre dovelass se pueden dovela pueden eva evalua luarr con el Mét Método odo del Equili Equilibri brio o Lím Límite ite Genera Generall (MELG). Para el presente caso de análisis de estabilidad de los taludes de corte de las vías se utiliza el método de Bishop Simplificado por Simplificado por ser un método conservador y de relativa simplicidad en cuanto a los datos de entrada; sin embargo, la práctica sugiere que los resultados proporcionados por los demás métodos no difieren mayormente. En cuanto a la teoría del comportamiento del suelo utilizado es el criterio de falla de Mohr-Coulomb que sugiere que la máxima resistencia al corte sobre el plano de falla puede ser representada por una función lineal del esfuerzo Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

8

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

normal (ecuación 1), aunque la envolvente de falla en la realidad es una línea curva.  

 

c     tan(   )

(1)

Las ecu ecuaci acione oness que uti utiliz lizaa el pro progra grama ma per perten teneci ecient entee al MGE MGELL son las expresiones (2) y el (3)F.S. paracorrespondiente determinar el F.S., en dondede la ecuación (2)y es útil para calcular al equilibrio momentos la ecuación (3) para el equilibrio de fuerzas horizontales, mientras que con la ecuación (4) se puede determinar la fuerza normal a la superficie de falla de la dovela. Mientras que para el método de Bishop Simplificado el programa utiliza la ecuación (3) para el factor de seguridad (el método solo cumple equilibrio de momentos), la ecuación (4) se utiliza sin considerar las fuerzas de corte inter dovelas. El proceso de cálculo requiere iteraciones ya que la fuerza normal es una función del F.S.

FS m 

 ( c .L.R   ( N    .L )R . tan   ) (1)  W . x    N .f    kW .e   D.d    A.a

FS fh 

 ( c .L.Cos   ( N    .L ) tan  . cos   ) (2)  N .sen   k .W    D. cos     A  c .L.sen       .L.sen . tan     D.sen    FS  m  fh      (3)

W   (  X R    X L )   N  

cos   

sen tan   FS( m  fh )

En donde: c: Cohesión del material ∆L: Longitud de la base de la dovela  

: Ángulo que forma la base de la dovela con la horizontal

  : Presión de poro

R: Radio del circulo de falla f: Brazo de palanca de la fuerza “N” con respecto a “O”  Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

9

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

kW: Carga sísmica horizontal, aplicada en el centro de masa de la dovela e: Brazo de palanca de la carga sísmica con respecto a O W: Peso de la dovela D: Carga externa (Carga del agua) d: Brazo de palanca de la carga “D” con respecto a “O”   

: Ángulo que forma la fuerza “D” con respecto a la horizontal

A: Empuje lateral del agua a: Brazo de palanca de la fuerza “A”  X: Fuerza vertical de corte c orte (Izquierda/Derecha)  

3. .

.

Fuerzas actuantes sobre la dovela

Unidades Geológico geotécnicas

Durante Duran te la pri primer mera a fase fase de dell presen presente te estud estudio, io, con ba base se a las inves investig tigaci acion ones es de campo, ensayos de laboratorio, los registros de sondeos, perfiles sísmicos y a las ob obse serv rvac acio ione nes s de camp campo o se pued puede e dete determ rmin inar ar la pres presen enci cia a en la zona zona de las las sigui sig uient entes es un unida idade des s geológ geológico ico geotéc geotécni nicas cas,, de desde sde la más más joven joven hasta hasta las más antiguas:

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

10

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Unidad antrópica (escombros)

Conforma Confo rmada da por rel rellen lenos os de ori orige gen n inorg inorgáni ánico, co, confor conformad mada a pri princi ncipal palmen mente te por  materiales provenientes de excavaciones y escombros de construcción. En general son suelos sin compactar, limo arenoso, limo arcilloso y areno limosos, con raíces, plásticos y clastos esporádicos de ladrillo, cerámica y hormigón. La velocidad sísmica de esta unidad varía entre 224 y 433 m/s. La resistividad de esta unidad tiene valores que van de 12 a 30 ohm-m. Los valores de N del SPT correspondientes correspondientes a esta unidad, se han subdividido en dos subunidades, la primera corresponde a N60  comprendido entre 3 y 11 golpes, mientras el valor de N 60 de la segunda subunidad, se encuentra entre 17 y 36 golpes. Unidad Cangahua

La Unid Unidad ad ge geol ológ ógic ico o geot geotéc écni nica ca Ca Cang ngag agua ua,, se encu encuen entr tra a conf confor orma mada da por por un sedimento sedi mento volcánico volcánico de grano grano fino a medio, medio, prod producid ucido o por la activida actividad d volcánic volcánica a explosiva de las épocas interglaciares. Se la define como una toba volcánica eólica, de alta compacidad. Estos sedimentos están compuestos por materiales volcánicos del tamaño de limo y arena, cuya composición mineralógica consiste principalmente de plagioclasas plagiocl asas intermed intermedias ias hasta hasta básicas, básicas, hornblen hornblenda, da, augita, augita, biotita, biotita, cuarzo cuarzo y vidrio vidrio volcánico, es decir que corresponde a la composición de andesitas y dacitas de las lavas cuaternarias. Dentro de esta composición es muy escaso el contenido arcilloso. Superfici Supe rficialme almente, nte, sobre la cangagu cangagua, a, se observa observa limo orgánico orgánico de color color negro, negro, a marró ma rrón n muy oscuro oscuro,, formad formado o por la meteo meteoriz rizaci ación ón de la misma misma y por proce procesos sos orgánicos de la materia vegetal, el espesor de estos suelos se encuentra entre 1 y 3 m y por tanto no es posible mapear a la escala de trabajo del presente estudio. Desde el punto vista de la clasificación SUCS, la cangagua se encuentra conformada por limos ar aren enos osos os (ML) (ML) y aren arenas as li limo mosa sas s (SM) (SM) y en meno menorr prop propor orci ción ón arci arcill llas as de baja baja plasticid plas ticidad ad (CL). La velocida velocidad d sísmica sísmica de esta unidad unidad varía entre 477 y 577 m/s. La resistividad de esta unidad tiene valores comprendidos entre 38 y 115 ohm-m. Los va valo lore res s de N del del SPT SPT co corr rres espo pond ndie ient ntes es a esta esta unid unidad ad,, aunq aunque ue no han han si sido do determinados determinad os de manera taxativamente en este estudio, pero por lo general el valor de N60, es superior a 36 golpes.( golpes .( si se encuentran perforación perforación 7 fam en suelo natural) 3.3.

Selección de Parámetros de calculo

Los Parámetros de resistencia al corte para el modelo de los distintos análisis realizados han sido obtenidos al conjugar la información existente, teorías aplicables y herramientas disponibles para el efecto, entre las cuales se puede mencionar las siguientes: - Mediante correlaciones propuestas por varios autores a partir de

los datos de velocidad de propagación de onda sísmica obtenidas obtenidas   realizado.. - del estudio Geofísico de sísmica de refracción realizado Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

11

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

- Resultados de los perfiles de sísmica de refracción obtenidos del

Informe respectivo de la primera primera fase. (duplicado la afirmacion ?) Estrat ratigr igrafí afíaa obt obteni enida da de los son sondeo deoss rea realiz lizado adoss y los per perfil files es - Est geofísicos de los estudios de sísmica de refracción previos. Ensa sayo yoss de co comp mpre resi sión ón tr tria iaxi xial al real realiz izad ados os sobr sobree mu mues estr tras as - En inalteradas tipo bloque obtenidas en diferentes sitios del proyecto. - Correlaciones aplicables para taludes, en función de los valores de "N" del SPT medidos en los diferentes sondeos realizados. - Dilatometro de Marchetti Parámetros sísmicos sísmicos en el análisis de estabilidad 

Con relación a la sismicidad, el Ecuador se encuentra en una de las zonas de mayo mayorr peli peligr gros osid idad ad sísm sísmic icaa de dell mu mund ndo, o, en el de deno nomi mina nado do Cinturón Circumpacífico, donde se libera la mayor cantidad de energía sísmica a nivel mundial. La actividad sísmica presenta una alta amenaza a cualquier obra. La Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC-2015), en el capítulo 2 de peligro sísmico, proporciona los criterios que han de seguirse dentro del territorio ecuatoriano para la consideración de la acción sísmica en cada proyec pro yecto, to, constr construcc ucción ión,, re refor forma ma y con conser servaci vación ón de obras obras a las que es aplicable la citada Norma, la cual describe la siguiente caracterización de peligro sísmico: l a Zona Sísmica (NEC) Cuadro 3. Valor Z en Función de la

Zona Sísmica Valor factor Z Caracterización del Peligro  

3.

I 0.15

II III IV V 0.25 0 0..30 0 0..35 0 0..40

VI ≥50

Intermedia Alta Alta Alta Alta Muy aallta

Sísmico Mapa de Peligrosidad sísmica del Ecuador (NEC 2015)

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

12

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

La peligrosidad sísmica del territorio ecuatoriano se define por medio del mapa de peligrosidad sísmica  que suministra la NEC (Peligro sísmico. Diseño sismo resistente), para cada punto del territorio, y expresada en relación al valor de la gravedad, la aceleración sísmica máxima en roca para el sismo de diseño (Z), un valor característico de la aceleración horizontal de la superficie del terreno y peligrosidad sísmica. Cuadro 4. Parámetros sísmicos de cálculo para la zona EL TROJE IV IV 

Zona Sísmica V

Valor factor Z 0,4

Caracterización del Peligro Sísmico Alta

La se sele lecc cció ión n de dell co coef efic icie ient ntee de ac acel eler erac ació ión n ho hori rizo zont ntal al,, (c (coe oefi fici cien ente te pseudoestático) para el análisis pseudoestático, en el caso de estabilidad de taludes, existen criterios de varios investigadores, que consideran que no se debe tomar el valor del PGA (peak ground acceleration), porque de acuerdo a Seed,1979, se obtendrán factores de seguridad muy conservadores, quien recomienda usar coeficientes de aceleración de 0,10 y 0,15, para sismos de magnitud 6,15 y 8,25 respectivamente. De tal manera que, considerando Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

13

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

para Qu para Quit ito, o, un sism sismo o má máxi ximo mo de 7, 7,25 25 el Co Coef efic icie ient ntee Ps Pseu eudo does está táti tico co adoptado es el siguiente: Kh= 0,15. 0,15. Cabe in Cabe indi dica carr qu que, e, para para la el elec ecci ción ón de lo loss va valo lore ress de dell co coef efic icie ient ntee de ace cellerac eració ión n hori rizzont ntal al,, se han toma mado do en cu cueenta la lass si sigu guiiente ntes consideraciones: El coeficiente de aceleración sísmica no es igual a la aceleración máxima del ter terre ren no (p (pea eakk gr gro oun und d acce acceller erat atio ion, n, PG PGA) A),, ya sea sea proba robabi billís ísti tica ca o dete de term rmin inís ísti tica came ment nte, e, y po porr lo ta tant nto o no debe debe se serr usad usado o en el anál anális isis is pseu ps eudo does está táti tico co.. El us uso o de dell PG PGA A re resu sult ltar aráá en fa fact ctor ores es de se segu guri rida dad d excesivamente conservadores (Seed, 1979; Chowdhury, 1978) La mayor parte de guías para la selección de valores del coeficiente de aceleració acele ración n se basan en las inves investigaci tigaciones ones de Seed (1979) y de Haynes y Franklin (1984). Seed recomienda coeficientes de aceleración de 0.10 y 0.15 para sismos de magnitud 6.5 y 8.25 respectivamente. En resumen, los parámetros sísmicos considerados en el análisis de taludes, de la escombrera ELTROJE son los siguientes: Z 0.40

Kh 0.15

Kv 0.10

Nivel Freático (N.F.)

En algu alguno noss sond sondeo eoss se en enco cont ntró ró pr pres esen enci ciaa de ag agua ua su subt bter errá ráne neas as,, si sin n embargo, la profundidad de la misma es muy variable. Por esta razón el nivel freático ha sido modelado a diversas profundidades. Resistencia al corte

Para la mo Para mode dela laci ción ón de lo loss su suel elos os de la lass unid unidad ades es geot geotéc écni nica cass encontradas en la escombrera EL TROJE IV IV, se han considerado los estratos identificados en los perfiles geofísicos, los identificados en las perfor per foraci acione oness efe efectu ctuada adass y los par paráme ámetro tross de res resist istenc encia ia al cor corte te obteni obt enidos dos de los ens ensayo ayoss tri triaxi axiale aless UU re reali alizad zados os sob sobre re mue muestr stras as inalteradas. En los suelos en los cuales no se han realizado ensayos de resistencia al corte las propiedades geotécnicas se han estimado con base a correlaciones con el número de golpes de "N" del SPT. Finalmente, cabe señalar que se han tomado los valores más críticos, que permite tener resultados bastante conservadores.

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

14

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Cuadro 5. Parámetros geotécnicos geotécnicos EL TROJE TROJE IV IV

CAPA R Caelnlegnaohua 3.4.

COHESIÓN (gr/cm3) KN/m3 (Kg/cm2) Kpa ϒ

0 0..1 16 60 3

1 15 6..7 00 00 0

0 0..1 73 7

1 71 41 9 72 5..5

ɸ (°)

26 6 3

Casos analizados considerando la geometría actual

Para evaluar la estabilidad de los taludes en EL TROJE IV IV se ha utilizado el módulo SLOPE/W del programa computacional GEOSTUDIO, siguiendo la metodología indicada en el numeral 3.1 del presente informe. Para el efect efecto o se han selecc seleccionad ionado o vario varioss perfi perfiles, les, con la geom geometría etría actual, en dirección aproximada este –oeste, así como el perfil transversal en dirección aproximada Sur – Norte, en los cuales se han modelado diversos casos, que son presentados en los cuadros que se presentan a continuación, consideran consi derando do la geome geometría tría existente actualmente. actualmente. (Ver ubicación en figura siguiente en Anexo no.1 Mapa de ubicación perfiles y sondeos. sondeos. Las abscisas de los perfiles longitudinales seleccionados en sentido OesteEste son: 0+200, 0+300, 0+400, 0+520, 0+600 y 0+700. 3.5.

Casos analizados variando la geometría actual, con el relleno de los cuencos y el diseño de bermas

Con la fi Con fina nalilida dad d de ob obte tene nerr la es esta tabi bililida dad d de to todo do el conj conjun unto to de la escombrera EL TROJE IV, se analizó el caso de relleno de los cuencos existentes y el diseño de bermas (plataformas) de 30 m de ancho y taludes con inclinación H/V = 2/1, a diversas cotas (3140, 3130, 3120, 3110 m.s.n.m.), a lo largo de todo el conjunto. En lo cuadros 6, 7, 8, y 9, se reportan los valores del factor de seguridad analizado, correspondiendo el caso 4 al 4 al talud en el cual se ha considerado el diseño de taludes con berma de 30 de ancho y taludes de 10 m de alto e inclinación H/V = 2/1, cuyo grafico se encuentra en el anexo 4. En el caso de los perfiles transversales, se analiza solamente la situación actual de los taludes, pues luego del relleno de los cuencos, no existen taludes expuestos al interior de los cuencos que serán rellenados FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL 0+200 Cuadro 6. FS EN PERFIL PERFIL 0+200 (plat. Exist.) Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

15

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

1.943

1.397

1.943

1.397

1.941

1.397

Ta Talu lud d een n co cond ndic icio ione ness act actua uale les, s, NF =7m; =7m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

2

Ta Talu lud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =10 10m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

3

Ta Talu lud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =12 12m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL 0+300 Cuadro 7. FS EN PERFIL PERFIL 0+300 (relleno) (relleno) caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

Pseudoestático

1.504

0.977

1.705

I.097

1.799

1.139

1.683

1.099

Talu Talud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =7m 7m;; Kh= 0,15; Kv= 0.10

2

Talu Talud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =10 10m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

3

Talu Talud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =12 12m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

4

Corr Correc ecci cion ones es geo geomé métr tric icas as d dee ta talu lud d actu actual al:: Talud 2H/1V; bermas=30m. NF=10m

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL 0+400 Cuadro 8. FS EN PERFIL PERFIL 0+400 (plat. Exist.) Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

1.220

0.842

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

16

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Kh= 0,15; Kv= 0.10 2

Ta Talu lud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =10 10m; m;

1.332

0.910

Kh= 0,15; Kv= 0.10 3

Ta Talu lud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =12 12m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

1.428

0.973

4

Co Corr rrec ecci cion ones es geo geomé métr tric icas as de ta talu lud d aact ctua ual: l:

1.512

1.040

Talud 2H/1V; bermas=30m. NF=10m

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL 0+520 Cuadro 9. FS EN PERFIL PERFIL 0+520 (relleno) caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

1.558

1.070

1.634

1.142

1.597

1.112

1.592

1.105

Talu Talud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =7m 7m;; Kh= 0,15; Kv= 0.10

2

Talu Talud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =10 10m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

3

Talu Talud d een n ccon ondi dici cion ones es ac actu tual ales es,, N NFF = =12 12m; m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

4

Corr Correc ecci cion ones es geo geomé métr tric icas as d dee ta talu lud d actu actual al:: Talud 2H/1V; bermas=30m. NF=10m

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL 0+600 Cuadro 10. FS EN PERFIL 0+600 0+600 (plat. Exist.) caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

1.284

0.918

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

17

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Kh= 0,15; Kv= 0.10 2

Talud en condiciones actuales, NF =10m;

1.419

0.933

Kh= 0,15; Kv= 0.10 3

Talud en condiciones actuales, NF =12m; Kh= 0,15; Kv= 0.10

1.357

0.993

4

Correcciones geométricas de talud actual:

1.525

1.044

2H/1V; bermas=30m. NF=10m

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL 0+700 Cuadro 11. FS EN PERFIL 0+700 (talud (talud exist.) Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

2.821

1.566

2.624

1.735

2.624

1.717

Kh= 0,15; Kv= 0.10 2

Talud en condiciones actuales, NF =10m Kh= 0,15; Kv= 0.10

3

Talud en condiciones actuales, NF =12m Kh= 0,15; Kv= 0.10

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL TRANSVERSAL 0+065-0+225  Cuadro 12. FS EN PERFIL PERFIL 0+065-0+225 Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

1.378

1.027

Kh= 0,15; Kv= 0.10 Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

18

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

2

Talud en condiciones actuales, NF =10m

1.373

1.027

Kh= 0,15; Kv= 0.10 3

Talud en condiciones actuales, NF =12m

1.378

1.028

4

Kh= 0,15; Kv= 0.10 Talud en condiciones actuales, NF =10m

1.378

1.027

Kh= 0,15;

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL TRANSVERSAL 0+225-0+375  Cuadro 13. FS EN PERFIL PERFIL 0+225-0+375 Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

1.904

1.336

2.160

1.386

2.326

1.477

2.160

1.386

Kh= 0,15; Kv= 0.10 2

Talud en condiciones actuales, NF =10m Kh= 0,15; Kv= 0.10

3

Talud en condiciones actuales, NF =12m Kh= 0,15; Kv= 0.10

4

Talud en condiciones actuales, NF =10m Kh= 0,15;

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL TRANSVERSAL 0+375-0+475  Cuadro 14. FS EN PERFIL PERFIL 0+375-0+475 Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

1.210

0.867

Kh= 0,15; Kv= 0.10 Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

19

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

2

Talud en condiciones actuales, NF =10m

1.904

1.515

Kh= 0,15; Kv= 0.10 3

Talud en condiciones actuales, NF =12m

1.904

1.447

4

Kh= 0,15; Kv= 0.10 Talud en condiciones actuales, NF =10m

1.904

1.515

Kh= 0,15;

.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL TRANSVERSAL 0+475-0+615  Cuadro 15. FS EN PERFIL PERFIL 0+475-0+615 Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

1.292

0.946

1.500

1.086

1.619

1.164

1.500

1.085

Kh= 0,15; Kv= 0.10 2

Talud en condiciones actuales, NF =10m Kh= 0,15; Kv= 0.10

3

Talud en condiciones actuales, NF =12m Kh= 0,15; Kv= 0.10

4

Talud en condiciones actuales, NF =10m Kh= 0,15;

.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL PERFIL TRANSVERSAL 0+615-0+755  Cuadro 16. FS EN PERFIL PERFIL 0+615-0+755 Caso

1

Descripción de condiciones

FS

FS

analizadas

estático

pseudoestático

Talud en condiciones actuales, NF =7m;

1.879

0.867

Kh= 0,15; Kv= 0.10 Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

20

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

2

Talud en condiciones actuales, NF =10m

1.382

0.986

Kh= 0,15; Kv= 0.10 3

Talud en condiciones actuales, NF =12m

1.500

1.057

4

Kh= 0,15; Kv= 0.10 Talud en condiciones actuales, NF =10m

1.392

0.988

Kh= 0,15;

3.6.

CONCLUSIONES

- Para evaluar la estabilidad de los taludes en la escombrera EL TROJE IV IV

se ha ut util iliz izad ado o el mó módu dulo lo SL SLOP OPE/ E/W W de dell pro program gramaa co comp mput utac acio iona nall GEOSTUDIO. -

Con base ejecutadas a los estudios las investigaciones geológicas, geofísicas, en layprimera fase del presente estudiogeotécnicas se determinóy la existencia de 2 unidades geológico geotécnicas, claramente definidas: rellenos y cangahua - Unidad antrópica (escombros): formada por rellenos de origen inorgánico,

conformada principalmente por materiales provenientes de excavaciones y escomb esc ombros ros de constr construcc ucción ión.. En gener general al son suelos suelos sin com compact pactar, ar, limo limo arenos are noso, o, limo limo arc arcill illoso oso y are areno no limoso limosos, s, con raíces raíces,, plá plásti sticos cos y clasto clastoss esporádicos de ladrillo, cerámica y hormigón. - Las características geológico geotécnicas de la unidad antrópica son: La

velocidad sísmica de esta unidad varía entre 224 y 433 m/s. La resistividad de esta unidad tiene valores que van de 12 a 30 ohm-m. Los valores de N dell SPT de SPT corr corres espo pond ndie ient ntes es a es esta ta un unid idad ad,, se ha han n su subd bdiv ivid idid ido o en dos dos subuni sub unidad dades, es, la pri primer meraa cor corres respon ponde de a N60  co comp mpre rend ndid ido o en entr tree 3 y 11 golpes, mientras el valor de N60  de la segunda subunidad, se encuentra entre 17 y 36 golpes. - Un Uniida dad d

Ca Can ngahu gahua: a: La Un Uniidad dad ge geol oló ógico gico geo geoté técn cnic icaa Can Canga gag gua ua,, se encuentra conformada por un sedimento volcánico de grano fino a medio, producido prod ucido por la activi actividad dad volcá volcánica nica explosiva de las época épocass interglacia interglaciares. res. Se la define como una toba volcánica eólica, de d e alta compacidad. - Características geotécnicas de la cangahua: desde el punto vista de la

clas clasif ific icac ació ión n SU SUCS CS,, la canga cangagu guaa se encu encuen entr traa co conf nfor orma mada da po porr limo limoss Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

21

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

arenosos (ML) y arenas limosas (SM) y en menor proporción arcillas de baja plasticidad (CL). La velocidad sísmica de esta unidad varía entre 477 y 577 m/s. La resistividad de esta unidad tiene valores comprendidos entre 38 y 115 ohm-m. Los valores de N del SPT correspondientes a esta unidad, aunq au nque ue no ha han n sido sido de dete term rmin inad ados os de ma mane nera ra ta taxat xativ ivam amen ente te en es este te estudio, pero por lo general el valor de N60, es superior a 36 golpes. - La Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC-2015), en el capítulo 2 de peligro sísmico, proporciona los criterios que han de seguirse dentro del territorio ecuatoriano para la consideración de la acción sísmica en cada proyecto. Los parámetros sísmicos considerados en el análisis de taludes, de la escombrera ELTROJE IV son los siguientes: Z 0.40

Kh 0.15

Kv 0.10

- Con respecto a la presencia del nivel freático, en algunos sondeos se

encontró presencia de agua subterráneas, sin embargo, la profundidad de la misma es muy variable. Por esta razón el nivel freático ha sido modelado a diversas profundidades: 7 m, 10 m, 12 m. - Con respecto a la Resistencia al corte, para la modelación de los

suelos de las unidades geotécnicas encontradas en la escombrera EL TROJE IV , se han considerado los estratos identificados en los perfiles geofísicos y en las perforaciones efectuadas, así como los parámetros de resi resist sten enci ciaa al cort cortee obte obteni nido doss de lo loss ensa ensayo yoss tria triaxi xial ales es UU realizados sobre muestras inalteradas. En los suelos en los cuales no se han han re real aliz izad ado o ensa ensayo yoss de re resi sist sten enci ciaa al co cort rtee la lass prop propie ieda dade dess geotécnicas se han estimado con base a correlaciones con el número de golpes de "N" del SPT. Finalmente, cabe señalar que se han tomado lo loss sigu siguie ient ntes es va valo lore ress má máss cr crít ític icos os,, qu quee pe perm rmit itee te tene nerr resu result ltado adoss bastante conservadores. COHESIÓN (gr/cm3) KN/m3 (Kg/cm2) Kpa Relleno 1.60 15.700 0.13 12.749 Cangahua 1.63 16.000 0.77 75.511 CAPA

ϒ

ɸ (°)

26 36

- Con la finalidad de estudiar la estabilidad de los taludes de la escombrera

ELTROJ ELTR OJE E IV IV,, se se sele lecc ccio iona naro ron n vari varios os pe perf rfililes es lo long ngit itud udin inal ales es que que se encuentran tanto sobre las plataformas, como en los cuencos actualmente: Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

22

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

0+200, 0+300, 0+400, 0+520, 0+600 y 0+700 (Cuadros 6, 7, 8, 9, 10. Anexos 1, 2, 3, 4) - También fueron analizados los taludes que se encuentran a lo largo del

perfil longitudinal: 0+065-0+225; 0+225 - 0+375; 0+375-0+475; 0+475 0+615; 0+615-0+755, (cuadros 11, 12, 13, 14 15, 16, anexos 5, 6, 7, 8) - Co Con n la fi fina nalilidad dad de obte obtene nerr la esta estabi bililida dad d de to todo do el co conj njun unto to de la

escombrera EL TROJE IV, se analizó el caso de relleno de los cuencos existentes y el diseño de bermas (plataformas) de 30 m de ancho y taludes con inclinación H/V = 2/1, a diversas cotas (3140, 3130, 3120, 3110 m.s.n.m.), a lo largo de todo el conjunto. - En lo cuadros 6, 7, 8, y 9, se reportan los valores del factor de seguridad

analizado, correspondiendo el caso 4 al 4 al talud en el cual se ha considerado el diseño de taludes con berma de 30 de ancho y taludes de 10 m de alto e inclinación H/V = 2/1, cuyo grafico se encuentra en el anexo 4. - El caso 4, representa la solución estable, con el factor de seguridad

superior 1, bermas considerando másH/V:2/1 críticosa ylaslacotas geometría diseñada,acon de 30 mlosdeparámetros ancho, taludes 3140, 3130, 3120, 3110 m.s.n.m. - En el caso de los perfiles transversales, se analiza solamente la situación

actual de los taludes, pues luego del relleno de los cuencos, no existen taludes expuestos al interior de los cuencos que serán rellenados - Los drenajes diseñados a lo largo de las bermas y bajantes mejorarán el

factor de seguridad de los taludes de la escombrera de EL TROJE T ROJE IV. - Adi Adicio cional nalmen mente te se deb debee consid considera erarr que las pla plataf taform ormas as exi existe stente ntess no

muestran evidencias de movimientos en masa de grandes proporciones, aunque si de deslizamientos pequeños sobre las bermas existentes. Esto sign signifi ifica ca qu quee de pr prod oduc ucir irse se de desl sliz izam amie ient ntos os pu punt ntua uale less de los los ta talu lude dess diseña dis eñados dos,, est estos os se deposi depositar taran an sobre sobre las bermas bermas constr construi uidas, das, per pero o no provocaran deslizamientos masivos. - Cabe tomar en cuenta además que las plataformas existentes se han ido

consolidando progresivamente y por tanto, perdiendo humedad, lo cual va MEJ MEJORA ORARIA RIA LAS CON CONDICI DICIONE ONES S DE DISENO DISENO PRO PROPUES PUESTAS TAS   sentido de la seguridad. (SUGERENCIA)

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

23

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

3.7.

RECOMENDACIONES

A continuación, se incluyen las recomendaciones constructivas, basadas en los análisis de estabilidad estabilidad de taludes que se presentan presentan en el numer numeral al 3.4, 3.4,yy 3.5 que 3.5  que se refieren principalmente a la variación de las geometrías del talud act actual ual deSIGuIENTE.Estas la esco escombr mbrera era..recomendaciones Coment Comentari ario o SE hacen REC RECOMI OMIEND ENDA A SEa ELI ELIMIN E EL PARAFO SIGuIENTE. referencia lasMINE abscisas Estas que co cons nsttan en el pl plan ano o de ub ubic icac ació ión n de pe perf rfil iles es y a la lass co cottas de dell levantamiento topográfico entregado por la institución contratante.  contratante.  Adicio Adic iona nalm lmen ente te se de debe berá rán n to toma marr en cuen cuenta ta la lass reco recome mend ndac acio ione ness de drenaje y las medidas de constructivas. 1. En el perfil 0+300, 0+300, en donde actualmente existe un cuenco o desniv des nivel, el, se re relle llenar naráá con escombr escombros, os, forman formando do una pla plataf taform orma, a, hasta la cota 3140 m.s.n.m., que llegará hasta la abscisa 0-020m, a partir de la cual formará un talud de 10m de altura con inclinación 2H:1V. A continuación, se formará una segunda plataforma, con un ancho de 40 m. a la cota 3130 m.s.n.m., al final de la cual formará un talud de 10m de altura con inclinación 2H:1V. A continuación, se formará una tercera plataforma, con un ancho de 40 m. 40 m. a la cota 3120 m.s.n.m., al final de la cual formará un talud de 10m de altura con co n in incl clin inac ació ión n 2H:1 2H:1V. V. A pa part rtir ir de la co cota ta 3120 3120 m. m.s. s.n. n.m. m.,, se mantendrá la configuración actual de la topografía 2. En el perfil 0+400, 0+400, en donde actualmente existe una plataforma con pendiente variable, ubicada bajo la cota 3140 m.s.n.m la cual será cortada en la abscisa 0-020, a partir de la cual formará un talud con inc inclin linaci ación ón 2H: 2H:1V. 1V. A con contin tinuac uación ión,, se for formar maráá una seg segund undaa plataforma plata forma,, con un ancho de 40 m. 40 m. a la cota 3130 m.s.n.m., al final de la cual formará un talud de 10m de altura con inclinación 2H:1V, cuyo ancho dependerá de las condiciones topográficas actuales. A continuación, conformará otra plataforma a la cota 3120 m.s.n.m., de manera similar a la anterior y finalmente se conformará la última plataforma en la abscisa3110 m.s.n.m., cuyo ancho dependerá de la configuración actual de la topografía 3. En el perfil 0+520, 0+520, en donde actualmente existe un cuenco o desniv des nivel, el, se re relle llenar naráá con escombr escombros, os, forman formando do una pla plataf taform orma, a, hasta la cota 3140 m.s.n.m., que llegará hasta la abscisa 0-020m, a partir de la cual formará un talud de 10m de altura con inclinación 2H:1V. A continuación, se formará una segunda plataforma, con un ancho de 40 m. a la cota 3130 m.s.n.m., al final de la cual formará Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

24

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

un talud de 10m de altura con inclinación 2H:1V. A continuación, se formará una tercera plataforma, con un ancho de 40 m. 40 m. a la cota 3120 m.s.n.m., al final de la cual se mantendrá la configuración actual de la topografía 4. En el perfil 0+600, 0+600, en donde actualmente existe una plataforma con pendiente variable, ubicada sobre la cota 3140 m.s.n.m la cual será cortada en la abscisa 0-020, a partir de la cual formará un talud con inc inclin linaci ación ón 2H: 2H:1V. 1V. A con contin tinuac uación ión,, se for formar maráá una seg segund undaa plataforma plata forma,, con un ancho de 40 40 m.  m. a la cota 3130 m.s.n.m., al final de la cual formará un talud de 10m de altura con inclinación 2H:1V. A continuación, se formará una tercera plataforma, a la cota 3120 m.s.n.m m.s .n.m., ., cuyo anc ancho ho depend dependerá erá de las con condic dicion iones es top topogr ográfi áficas cas actuales. A continuación, conformará otra plataforma a la cota 3110 m.s.n.m., cuyo ancho dependerá de la configuración actual de la topografía Comentario.-SE PIDE SUBSTITUIR LOS N NUMERALES UMERALES 1-4 ANTERIOR POR EL TEXTO SIGUIENTE ESTO POR CUESTIONES LEGALES CON EL ANTERIOR OPERADOR DEL RELLENO. Se recomienda que el trabajo de estabilización se realice primeramente en en los taludes del relleno existente con los corte especificados conforme a configuración geométrica de diseño previamente establecida en 3.5 y planos de diseño. Seguidamente se procederá con la configuración definitiva especficada, con material de sitio o externo, según planos y recomendaciones técnicas de esta consultoría actividades realizadas previo al cierre técnico y abandono del Relleno.

El presente estudio ha sido realizado por el ing. Luis Torres Báez,

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

25

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Ing. Luis Torres Báez MSc.  

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

26

 

CONSULTORIA PARA EL ESTUDIO DE DE LA ESTABILI ESTABILIZACION ZACION DE LA ESCOMBRERA TROJE IV INFORME DE ESTABILIDAD DE TALUDES

ANEXO 2 CORRIDAS DE PROGRAMA PROGRAMA GEOSLOPE (FAVOR IMPRIMIR Y ADJUNTAR CORRIDAS DEL PROGRAMA MEMORIA DE CALCULO) ANEXO 1 MAPA DE UBICACIÓN DE PERFILES Y SONDEOS

Espec. Geol.-Geot.: Ing. Luis Torres MSc

27