ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA EN CIENCIAS DE LA TIERRA

PROSPECCIN GEOTCNICA DE CAMPO APLICADA A LA CONSTRUCCIN DE LA PRESA DEL PROYECTO

PARQUE DEL CONOCIMIENTO.

TESIS DE GRADO

PREVIA A LA OBTENCIN DEL TITULO DE:

INGENIERIA EN GEOLOGIA

PRESENTADA POR:

MOISS JAVIER LOOR SANCHEZ.

GUAYAQUIL-ECUADOR

2010

I

DEDICATORIA

ADIOS,AMIMADREQUIENESHANSIDOLAESCENCIADEMIALMA,AMITAYOLANDA,AMITAOLGAGONZALES,AMIPADRE,AMITALUPE,ALASRA.

MANUELAQUECONSUSABIDURIAYCARIO,MEHANGUIADOPORELCAMINODELBIEN,AMIFAMILIA,AMISAMIGOS,PUESHESIDODEPOSITARIODESU

ESTIMACINYAPOYOINNEGABLE.

II

AGRADECIMIENTO

Atodoslosquehicieronposibleestatesis,alosDocentesM.Sc.EdisonNavarrete,Ing.JorgeRengelEspinosaeIng.GaloMontenegroporsuaportevaliosoalaformacindelosingenierosgelogosdelaESPOL,alDr.Ing.MiguelngelChvezMoncayo,destacadoDocentedelaFICT,

porsuguayapoyoconstanteeneldesarrollodelapresenteTesis,amiscompaerosdelgrupodetesistasdelProyectoPARCON:PaulGonzales,RodrigoCarrin,VctorPoggo,AdrianaCabrerayKarenCastroporsu

ayudasiempreamigable.

III

TRIBUNAL DE GRADO

.

ING.GASTONPROAO.

SubdecanodeLaFICT

.

ING.MIGUELANGELCHAVEZMONCAYO,Ph.D.

DirectordeTesis

.

ING.Ms.C.EDISONNAVARRETE.

VocaldeTesis

IV

DECLARACION EXPRESA

Laresponsabilidadporloshechos,ideasydoctrinasexpuestasenestatesis,mecorrespondenexclusivamente;y,el

patrimoniointelectualdelamisma,ala

ESCUELASUPERIORPOLITECNICADELLITORAL

(ReglamentodeexmenesyTtulosprofesionalesdelaESPOL)

.

MOISESJAVIERLOORSANCHEZ

V

NDICE Pg.

RESUMEN.1

1 INTRODUCIN

1.1Generalidades.3

1.2ObjetivosyJustificacin..3

1.3EstudiosAnteriores.4

1.4Ubicacingeogrficayaccesibilidad6

1.5Clima,vegetacin.8

2ENFOQUEGEOLGICOREGIONAL

2.1Geologaenelcontextoregional10

2.2Enfoquesismolgico11

2.3GeologadelaCuencadeDrenaje.12

2.4.Geomorfologa13

2.5.Formacionesgeolgicas14

2.6.Estratigrafa..16

2.7.Estructurasgeolgicas..17

3GEOLOGADELSITIODEPRESA,ALIVIADEROYVASO

3.1.Determinacindelasformacionesgeolgicas.19

VI

3.2.Estratigrafa..19

3.3.Estructurasgeolgicas..21

3.4.Geologaenlossitiosdeprstamosycanteras..21

4.ANLISISHIDROGEOLGICO

4.1.Condicionesdelsubsuelo.26

4.2.Aportesdeaguasuperficialysubterrnea..27

4.3.Modelohidrogeolgicoaproximado28

5. PROSPECCIONYGEOTCNICADECAMPO

5.1. Excavacindecalicatasydescripcin.30

5.2.Muestreo.30

5.3.Levantamientodelasdiscontinuidades.32

5.4.Ensayosinsituydelaboratorio..37

5.5.Sondajesgeofsicos..43

VII

6. ANLISISGEOTECNICO

6.1. CimentacinyempotramientosdelaPresa45

6.2. Aliviadero.47

6.3. Vasooreservorio47

6.4. reasdePrstamosyCanteras48

CONCLUSIONES49

RECOMENDACIONES50

BIBLIOGRAFA51

ANEXOSYPLANOS.53

VIII

NDICE DE GRFICOS

Figura1.MonoclinaldeBuzamiento16gradosalSO.21

Figura2.Depsitosdesuelosarcillososenelvalledelosesterosdelvaso.22

Figura3.Litologadeareniscasylimolitasmeteorizadasdondese

encuentraelmaterialB23

Figura4.AreniscasyMicroconglomeradopocometeorizado,dondese

puedanobtenermaterialdeenrocado..24

Figura5.Estanqueidadenlazonadelvaso.28

Figura6.FamiliasdefracturaspresentesenelsitiodePresa..29

Figura7.tomademuestrasdesueloarcillosoutilizandotubo

chelvy.31

Figura8.Representacinenlaredestereogrficadelospromediosde

lastresfamiliasdefracturasyelejedePresa.34

Figura9.Semuestraenelplanohorizontalmayordelaesferaladensidaddepolosquecorrespondealasfamiliasdefractura

NOEN 8340o ; SOES 8448o ; NEON 7369o ...36

Figura10.DispositivoSchlumberger.43

Figura11.TrabajogeofsicosdecampoS.E.V.44

IX

NDICES DE MAPAS

MAPA1.ImplantacinGeneraldelSitiodePresa..7

MAPA2.ZonasdePrstamosdelosMaterialesAyB...25

MAPA3.LevantamientodeDiscontinuidadesyProspeccin

Geotcnica..37

NDICE DE TABLAS

Tabla#1.MedicionesdeEstratos.32

Tabla#2.MedicionesdeFracturas..33

Tabla#3.PropiedadesFsicoMecnicasdelosSuelosyRocasenel

readePresa...42

1

RESUMEN

El presente trabajo es una contribucin al conocimientoGeolgicoGeotcnico de toda el rea que involucra eldenominadoProyectoParquedelconocimiento.

El primer trabajo realizado fue la investigacin de lainformacin existente, tanto a nivel del sector, como de lageologaagranescala.

Eltrabajodecampoinvolucrlasreasdecuencadedrenaje,incluyendo, sitiodePresa yAliviadero, adems las reasdeprstamo y canteras. Se analizaron las caractersticasgeomorfolgicas, geoestructurales y litolgicas, teniendo encuenta losobjetivosprincipalesdelproyectoque consisteenconstruirlamayorPresadeembalseenelCampusPolitcnicoGustavoGalindo.

Se realiz un levantamiento geolgico detallado del rea deemplazamientodelaPresaysusempotramientos,informacinque igualmenteseobtuvoparaelreservorioyde lafranjadeterrenodeemplazamientodelaliviadero.

Elpaso siguiente fue laprospeccingeofsicade campo y suinterpretacin. Se realizaron abundantes observaciones ymuestreo,endiferentespuntosaprovechandolagrancantidaddeexcavaciones,queconelmotivodeexplotacinptrea sehabanrealizadoentodoelsector.

2

LapresenteTesistambin incluyeunanlisishidrogeolgicoygeotcnico orientado a determinar la estanqueidad, laresistencia portante y cortante, adems la calidad de losmaterialesdestinadosalaconstruccin.

El trabajo realizado proporcion informacin directamenterelacionada a los diseos y al proceso constructivo delproyectodePresa.

3

1. INTRODUCIN

1.1.Generalidades

La ESPOL dispone de un amplio campus integrado en sutotalidad695ha.deterrenocomoenpartedeloscualesestnconstruidas lasdiferentesunidades acadmicas, Institucionesdeserviciosbsicos,instalacionesdotadasdeinfraestructurayuna Presa de 20 metros de altura, construida en 1992, lamisma que se constituye un puente que permite lacircunvalacinenlasinstalacionesenlaESPOL.

En el rea colindante con la va Perimetral existenaproximadamente 150 ha.de terreno que han sido utilizadassloenparte,un25%deesteterrenovaaserocupadoporeldenominado Parque del Conocimiento. Este proyecto serconstruidoentornoaunlago,paralocualdebeserconstruidaunaPresa.

Elautorde lapresentetesisparticipen larealizacindel losestudios geolgicos destinados a la construccin la obra dePresa que es parte importante del proyecto Parque delConocimientodela ESPOL.

1.2.ObjetivosyJustificacin.

a. ObjetivoGeneral:

Realizar una caracterizacin geolgica orientada a laconstruccindeobrasdeingenieraCivilenelproyectoantesmencionado.

4

b. ObjetivosEspecficos:

RealizarelmapeoGeolgicodetalladodelrea

DeterminaryDefinirlascaractersticasGeolgicasSignificativas.

DeterminarlasreasdePrstamosyCanteras.

Realizarrecomendaciones,degeologaaplicada,paraelprocesoconstructivo.

1.3.EstudiosAnteriores.

En el rea del campus politcnico Gustavo Galindo se hanconstruido al momento varias obras, las mismas que hanrequeridoestudiosgeolgicosparacadaunadeellas.

LosprimerosestudiosydiseosdeunaPresaenelProyectoParqueTecnolgico (ahoraParquedelConocimiento) fueronpresentados por el Ing. Miguel ngel Chvez Moncayo,ProfesordelaFICT,paralaUnidaddePlanificacindelaESPOLenelao2002.Debidoalasprofundasmodificacionesquehasufrido toda la topografa natural, por grandes excavacionesque incluyen explotacin ptrea y acumulacin de grancantidaddeescombrosdeconstruccindeotraspartesde laciudad, adems de una gran cantidad de desechos slidosurbanos que han sin arrojados sin control, dichos estudios ydiseos llegaron a tener validez nicamente conceptual. Elemplazamiento de la Presa, sus dimensiones, la calidad ydimensionesde lacimentacin,empotramientos, lasobrasde

5

excedencia, la capacidaddeembalse, los sitiosdeprstamo,entreotrosaspectos,cambiaron,por loquesehizonecesariorealizarnuevosestudiosydiseos.

En febrerodelao2000 laFacultad ICTpresenta laUnidadde Planificacin el informe denominado AprovechamientoIntegral de los terrenos del Campus Politcnico GustavoGalindo Velasco. En este trabajo se presentan estudiostopogrficos, geolgicos, hidrolgicos, hidrulicos,geotcnicos, impactos ambientales, soluciones ambientales,aprovechamiento urbanstico y otros aspectos, para toda elreadelCampus.

Aos atrs, en 1987, el Ing.Miguel ngel ChvezMoncayo,realiz losestudios ydiseosde laPresade20mdealtura,actualmente construida en el rea de las UnidadesAcadmicas. Este trabajo incluye estudios topogrficos,geolgicos, geotcnicos, hidrulicos, diseos de la Presa yAliviadero, Especificaciones Tcnicas para la Construccin,presupuesto de obras y Cronograma Valorado para laconstruccindelaPresa.

Dentrode los aspectos geolgicos y geotcnicosdel readeestudio,sehanrealizadotrestesisdegrado,tituladasas:

6

Propiedades de los materiales rocosos de la BajaCuencadelGuayas,1982

EstudioGeolgicodelCampusPolitcnico,1982

Anlisis Fsico Estadstico de PropiedadesGeomecnicasdelaFormacinCayo,1990.

Desdeel2005al2008, laUnidaddePlanificacinde laESPOLha realizado varios levantamientos topogrficos de toda elrea de inters, sin embargo debido a las constantesexcavaciones la topografadel terrenoha idocambiando,as,en el lapso de un par demeses del ao 2009, la topografarealizada presenta notables cambios, reas que estabanconsideradas sobreunnivelde embalse (cota 42), segn losestudiosanteriores(2002),debi