INTRODUCCIÓN

En la vida profesional como ingenieros civiles es de vital importancia aprender

sobre los diferentes aspectos relacionados con el suelo ya que es donde nosotros

como futuros ingenieros debemos plasmar nuestros conocimientos y debemos

adquirir la habilidad de diferenciar aspectos de este, como la composición básica y

el tipo de suelo con solo mirarlo o utilizando los pocos implementos que tengamos

en el momento, además con esto ser capaces de determinar si el tipo de suelo

presente es viable para las diferentes construcciones que tengamos que hacer, y

utilizando los diferentes elementos para poder medir las posibles consecuencias y

los posibles procedimientos que se tendrían que realizar para poder solucionar los

diversos problemas que nos pueda presentar el terreno, y de esta manera realizar

de la mejor forma posible las obras.

En la actualidad hay muchas ramas que se han encargado de estudiar a

profundidad los diferentes materiales presentes en la corteza terrestre y se han

encargado de clasificarlo teniendo en cuenta sus diversas características y

propiedades como el peso especifico, humedad, color, resistencia, entre otros

factores que nos ayudan a identificar los tipos de suelo. Una de estas ramas en la

geotecnia, que además de encargarse del estudio del suelo se encarga del estudio

de los diferentes tipos de rocas en esta también se analizan los comportamientos

y factores básicos, hasta llegar a fundamentos avanzados de estas formaciones,

como su grado de fracturación, la variabilidad y afectación de este factor en las

diversas construcciones de ingeniería.

Conociendo y aprendiendo a manejar lo anterior se podrá identificar algunas

características del terreno con mayor facilidad y certeza, con la simple observación

se podrán identificar las formaciones existentes, el tipo de suelo, las diferentes

fallas y su buzamiento para poder tener una visión más clara a la hora de dirigir

una construcción en dichos terrenos. Igualmente con la simple observación de un

corte de roca o suelo, se debe poder identificar aspectos importantes como el

numero de estratos, sus componentes, nombres de estos y además índices que

nos ayudan a concluir si este terreno se encuentra en buen o mal estado y prever

los posible problemas que se puedan presentar y poder saber cuáles serian las

posibles soluciones.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

OBJETIVOS ESPECIFICOS

JUSTIFICACIÓN

GENERALIDADES

CLIMA:

El municipio de Tunja y adyacentes pertenecen al piso térmico frio, ubicado a 2600

msnm con temperatura media anual de 14.8ºC, parámetro que presenta alta

variabilidad registrando valores promedios mínimos de 2,4ºC y máximos de

23.6ºC.

La temperatura media anual es 25.4ºC, oscila entre 26.3ºC (temperatura media

máxima de marzo) y 24.4ºC (temperatura media mínima de octubre). La media

máxima es 35.7ºC, con los mayores valores en enero-febrero-marzo y septiembre

y los mínimos en octubre, noviembre y diciembre. La media anual mínima es

15.8ºC con sus valores máximos en abril y mayo y los mínimos en enero y

diciembre.

Al llegar al municipio de Arcabuco, la temperatura promedio es de 13ºC y se ha

descendido hasta una altura de 2.500 metros sobre el nivel del mar.

El clima pasa de frio a templado al acercarse al municipio de Moniquira,

encontrando en la zona de estudio una temperatura mínima de 19ºC y una altura

de 1.700 m sobre el nivel del mar, y la región se encuentra en condiciones semi-

secas.

HUMEDAD:

Corresponde a la distribución anual y mensual del número de días de roció y

niebla, expresado en porcentaje, para la zona de Tunja corresponde a 75% anual.

PRECIPITACIÓN:

El régimen de lluvias es de 958.5 mm anuales. Los meses lluviosos son abril,

mayo octubre y noviembre y los más secos son diciembre enero febrero y agosto

con valores de 137.1 mm y 24.5 mm mensuales respectivamente.

VIENTOS:

En Tunja y sus alrededores, la dirección predominante de los vientos es la de SW

le sigue la del W y por último las del SE. Las velocidades máximas se registran a

las 1200 meridiano, con vientos que vienen del EN y velocidades de 8-10 metros,

fenómeno que se presenta con más frecuencia en los meses de julio y agosto.

HIDROGRAFÍA

Los principales ríos que riegan la zona son: Chicamocha, Pomeca, Arcabuco,

Moniquira. Igualmente se presentan quebradas como: La Colorada, La Lajita.

Pato, Pozos negros, Peligro, El Chuscal, Hormas y Laguata.

VEGETACIÓN:

Predomina la vegetación del piso térmico frio, en el primer sector, como pastos,

rastrojo y los cultivos transitorios como papa, trigo y cebada. Además de distintos

tipos de arboles como el eucalipto y roble, en la parte alta encontramos vegetación

de paramo, como lo son los helechos y el frailejón. Acercándose al municipio de

Moniquira la vegetación predominante es la de piso termino templado como pastos

y los cultivos son caña de azúcar, plátano, maíz, café, frijol, guayaba, naranja y

yuca. El sector más boscoso y con mayor riqueza hídrica se encuentra en el

municipio de Arcabuco y sus alrededores.

USOS DEL SUELO:

En la región, las actividades dependientes del uso del suelo son de gran

importancia para la economía, ya que son una buena fuente generadora de

empleo, genera ingresos y progreso. Los usos más importantes son:

Productos agrícolas y ganadería

Encontramos dentro de sus principales productos la Caña de Azúcar, en su

producción industrial encontramos la Panela y el Bocadillo de Guayaba por lo que

se le conoce como la provincia dulce de Colombia. De igual forma se cultiva

principalmente papa, otros cultivos son: la cebada, haba, maíz, arveja, yuca, café,

fríjol, trigo, hortalizas, habichuela, legumbres, plátano, cebolla. En los últimos años

se han cultivado frutales como tomate de árbol, uchuva, mora, curuba, guayaba,

naranja, durazno, feijoa y fresa.

Desarrollo industrial:

En cercanías del municipio de Moniquira encontramos diversas fábricas de

bocadillo, fabricas de productos lácteos y una sede de la industria licorera de

Boyacá también, una serie de trapiches los cuales elaboran panela y varias

fabricas de tubos de concreto. Además, se presenta un gran desarrollo turístico

que genera progreso en la región.

Extracción de roca

Principalmente la caliza que después de un proceso de explotación y trituración

se sacan diferentes tipos de agregados como rajón, recebo, base granular,

triturado, gravilla, arenilla, materiales usados en la construcción de algunas obras

civiles, también para la elaboración del cemento. Este material se encuentra sobre

todo en la formación Rosa blanca donde se encuentran canteras como Matecaña

ubicada a 7km en la VIA Moniquira- Tunja, con una explotación aproximada de

200 toneladas mensuales, también se presentan en la formación Tablazo.

En el municipio de Arcabuco, la minería de la zona se caracteriza por la

explotación de minas de arcilla, empleada para la elaboración de sanitarios y

pisos en cerámica. En los alrededores del municipio de Tunja el material más

explotado como material de construcción es la arena que se encuentra

principalmente en la formación Cacho y Guaduas.

GEOLOGIA

FALLAS GEOLOGICAS

Una falla es una fractura o dislocación de la corteza terrestre a lo largo de la cual

ha habido desplazamiento de las rocas de un flanco con relación al otro. El

movimiento de las rocas en una falla pude haberse producido en cualquier

combinación de ambas. La superficie de falla es una fractura a lo largo de la cual

ha tenido el movimiento, es el plano de falla. Una zona de fallas comprende un

grupo de de tales superficies. El plano de falla pude ser vertical, inclinado o

suavemente ondulado y su inclinación se registra como buzamiento, ángulo

formado por el plano de falla y la horizontal.

Las fallas pueden ser dividas en diferentes categorías en relación con los

movimientos que en ellas se han producidito un primer tipo está constituido por

fallas normales, el tipo corriente en las cuencas carboníferas, en las cuales las

rocas de techo se han desplazado, según la pendiente del plano de falla, con

relación a las del muro. Fallas inversas: son aquellas en las cuales las rocas de

techo se han desplazado en sentido ascendente en relación al plano de falla, con

relación a las rocas del muro. Fallas de desgarre: se forman cuando el movimiento

es horizontal y se denomina a menudo fallas transcúrranles o de transposición de

rumbo, dichas fallas pueden ser a derecha o a izquierda según el movimiento del

bloque del flanco.

Fallas con Desplazamiento Vertical: Entre el grupo de las fallas verticales se

puede distinguir fallas normales y fallas inversas. Fallas normales son un producto

de fuerzas extensionales, fallas inversas un producto de fuerzas de compresión.

Idea para diferenciar entre falla normal e inversa: Una falla normal produce un

"espacio". Se puede definir un sondaje vertical sin encontrar un piso (o techo) de

referencia. Una falla inversa produce una "duplicación": Se puede definir un

sondaje vertical para encontrar el mismo piso (o techo) de referencia dos veces.

La rotura en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugar movimiento o

desplazamiento. Este movimiento produce un plano de falla o una zona de falla.

Las zonas de fallas tienen un ancho que va desde milímetros hasta cientos de

metros. Los movimientos o desplazamientos (salto total) pueden ser pequeño

(milímetros) hasta muy grandes (cientos de kilómetros). Algunas fallas muestran

un relleno de calcita, yeso o sílice. El movimiento en las fallas produce algunas

estructuras o rocas especiales: Estrías, arrastres, brecha de falla, milonitas y

diaclasas plumosas. Estas estructuras se pueden usar como indicadores directos

de fallas. Son roturas en las rocas a lo largo de la cual ha tenido lugar movimiento.

Este Reconocimiento de fallas movimiento se llama desplazamiento. Origen de

estos movimientos son fuerzas tectónicas en la corteza terrestre, cuales provocan

roturas en la litosfera. Las fuerzas tectónicas tienen su origen principalmente en el

movimiento de los continentes.

FALLA DE TUNJA O CENTRAL

Es una falla de rumbo, su alineamiento posee una dirección N 31º W, cortando

ambos flancos del sinclinal de Tunja, en forma transversal a la orientación de

esta. El CINCLINAL DE TUNJA está formado por el Flanco San Lázaro o Flanco

occidental y el flanco de Soraca o flanco occidental.

El flanco de San Lázaro tiene una pendiente mayor que la pendiente del flanco de

Soraca. El eje del SINCLINAL TUNJA asimétrico está marcado por el cauce del río

Jordán y este se encuentra reposando discordantemente sobre la Formación

Bogotá y esta a su vez se encuentra reposando sobre la formación Pilata Su

desplazamiento direccional corta y desplaza los flancos en una distancia

aproximada de 500m, aunque su efecto es menos notorio en el flanco oriental. La

falla se encuentra cubierta por depósitos no consolidados.

4.2 ERAS GEOLÓGICAS

Corresponden a la clasificación de la historia de la Tierra desde las rocas más

antiguas hasta el presente. Los geólogos dividen los 4550 millones de años que,

aproximadamente, abarcan las grandes fases llamadas eras, basándose

principalmente en los tipos de fósiles hallados en las rocas sedimentarias.

Algunos geólogos reconocen cuatro eras:

Precámbrica (antes de la aparición de formas de vida altamente organizadas),

hace 4550 a 600 millones de años.

Paleozoica (en la que aparecieron peces, anfibios, reptiles y árboles), hace 600 a

225 millones de años.

Mesozoica (caracterizada por el auge de los reptiles), hace 225 a 70 millones de

años.

Cenozoica (señalada por la preponderancia de los mamíferos), iniciada hace 70

millones de años y hasta el presente.

4.3 FORMACIONES GEOLOGICAS

4.3.1 FORMACIÓN BOGOTÁ (Paleoceno superior-Eoceno inferior Tb)

La formación Bogotá aflora en la parte central del sinclinal de Teusaca, en la

vertiente al norte de la carretera el Salitre –Guasca- en limites con el municipio de

Sopo, mientras que en Boyacá aflora en gran parte de la ciudad de Tunja,

encontrándose ampliamente distribuida en ambos flancos del sinclinal.

Composición: en general prevalecen areniscas cuarzosas y lodolitas

subordinadas; compuesta por arcillolitas abigarradas grises, violáceas y rojas, que

conforman horizontes gruesos que se encuentran separados por bancos de

areniscas.

Parte inferior: constituida por una sucesión alternamente de arenitas

subfeldespaticas a sublitoarenitas de grano medio a fino, color gris verdoso a gris

azuloso y hacia la base gris marrón. Ocurren lodolitas y arcillolitas

interestratificadas, color gris verdoso, con moteado gris claro y en menor grado

gris rojiza. La geometría de las capas es paralela a no paralela, con bases

irregulares erosivas y estratificación planar y cruzada en artesa.

La parte superior la conforma una sucesión alternante de arcillolitas y limolitas

abigarradas, intercaladas con esporádicas capas de cuarzo arenitas de grano

medio a grueso, en capas muy gruesas. El contacto inferior se trazo en la

secuencia de lodolitas; el contacto superior no aflora, debido a que los depósitos

cuaternarios de la sabana de Bogotá la subrayasen discordantemente.

Espesor: en su totalidad esta formación abarca 2000m de espesor, los limites

corresponden al techo del a formación Regadera, infra yace discordantemente a la

formación Tilatá y los depósitos cuaternarios,

Edad: por la ausencia de fósiles, toda la asignación de edad a esta formación

carece de base. Van der Hammen (1957), con base en datos palinológicos, le

asigna una edad Paleoceno superior – Eoceno inferior

Ambiente de denostación: en general el ambiente depositario corresponde al

continental lacustre y fluvial, con ligeros periodos paludales manifestados en

capas algo carbonosas

Al detallar la unidad inferior de la formación Bogotá se particularizan condiciones

de ambientes fluviales meandriformes, con áreas de aporte desde el oeste y la

parte superior pudo haberse depositado en una llanura de inundación, con

depósitos de barras de meandro relativamente delgadas.

4.3.2 FORMACIÓN GUADUAS (cretáceo KTg)

Bautizada así por Hetmer (1982) fue redefinida en forma definitiva por Hubach

(1957), quien la divide en tres conjuntos. Tiene una continuidad lo largo de la

cordillera oriental

Composición: en general prevalecen las lodolitas con niveles de areniscas

cuarzosas y capas de carbón.

GUADUAS INFERIOR: Está constituido por Arcillolitas, Limolitas Y Sheills de color

oscuro o negro, que contienen capas de carbón que suele ser económico. Esta

capa se encuentra comprendida entre la arenisca tierna de la Guadalupe superior

y la arenisca la guía

GUADUAS MEDIO: Consta de Arcillolitas, Limolitas Y Sheills con capas o mantos

mayores del metro. Se hallan capas de carbón que es relativamente económico.

GUADUAS SUPERIOR: Consta por arcillolitas y limolitas abigarradas; no se

encuentran capas de carbón, solo capas lenticulares de lignita, comprendido entre

la arenisca de la lajoza y la arenisca del cacho.

Espesor: en general para los tres conjuntos de las guaduas oscila entre 7000 y

1000 m, observándose más desarrollo en el sinclinal del rio frio y los anticlinales

de Suesca y Guatavita

Figura 1 Corte litoestratigrafico de la formación guaduas

Edad: Tiene un promedio de edad de 65 millones de años, el conjunto inferior y la

parte superior del medio corresponde al Maestrichtiano, por la presencia de micro

foraminíferos. Dentro del conjunto superior se puede definir el limite cretáceo-

paleoceno, de manera que su edad es Maestrichtiano superior – paleoceno

inferior.

Ambiente de denostación: esta formación ocupa una depresión que formo un

antiguo lago (compuesto principalmente por arcillas fosilíferas y cuarzosas). Se

considera que la formación Guaduas fue una deformación de origen continental

lacustre, ya que allí se han encontrado restos de planta y minerales únicos en el

continente.

4.3.3 FORMACION CACHO (paleoceno inferior a medio Tpc)

Esta formación aflora a lo largo del rio San Cristóbal, al sur de Bogotá, así como

también en la intersección de los ríos Siecha y los montes de la Cueva de Chulos

y otra sección en la región de lengua zaque. Su procedencia de varias capas se

debe al Paleoceno Temprano. Descansa en contacto concordemente sobre la

formación guaduas e infra yace a la formación Bogotá.

Composición: Contiene areniscas de cuarzo de grano medio a grueso hasta

conglomera ticas; localmente presenta lentes de areniscas de grano fino, de

limolitas y delgadas intercalaciones de lodo litas.

Conforma los flancos del sinclinal de Tunja y está compuesta por areniscas

cuarzosas de color amarillo a pardo oscuro, de grano fino a medio en la parte

superior y grueso en la inferior, encontrándose horizontes de arcillolitas y se

presenta conglomerática en algunas partes

Espesor: su espesor es bastante constante se considera que varía entre 80 y 100

m.

Edad: la edad de esta formación es dudosa por la ausencia de fósiles, sin

embargo, por las relaciones estratigráficas y por palinología, se considera del

paleoceno inferior a medio.

Ambiente de denostación: conglomerado compuesto por cantos rodados y

subredondeados tamaños no muy grandes con desgastes producidos por la

erosión del agua lo cual se indica el origen continental fluvial.

FORMACIÓN CONEJO (Kscn cretáceo superior)

Regionalmente la formación CONEJO se encuentra aflorando en el Puente de

Boyacá abarcando los dos flancos del anticlinal del mismo nombre y hacia el

flanco oriental del sinclinal de Tunja sobre el municipio de Oicatá. Conforma

amplios valles de relieves suaves. Proveniente del Conianciano temprano.

Composición: en general prevalecen los shales grises oscuros y areniscas

cuarzosas; lodolitas grises indenominadas conteniendo una sucesión de arcillolitas

y lodolitas laminadas, a veces calcáreas, con intercalaciones de arcillolitas no

calcáreas en capas delgadas a medias, limolitas de cuarzo y cuarzo arenitas de

grano fino a medio, especialmente hacia el tope de la unidad.

Espesor: Su espesor es aproximado a los 400 m estimados con base en perfiles

geológicos.

Edad: Esta formación fue datada entre el Cenomaniano Superior, Turoniano y

Coniaciano inferior

Ambiente de denostación: este es de origen sedimentario pues se observa fauna

típica de ambiente de sedimentación marino

FORMACION PLAENERS (cretáceo superior Ksgp1)

Aflora en la trayectoria de la carretera Bogotá – Choachi, proviene del

Campaniano – Maastrichtiano. Se caracterizada por su estratificación delgada en

capas de 5 cm de espesor y partición en forma de prismas o panelas y su

composición variada de arcillolitas (50%), chert o liditas muy silíceas (25%),

limolitas (20%) y cuarzoneritas muy finas (5%), esta formación en general se

destaca por su morfología suave situada entre dos unidades de resistentes

arenas, por lo cual forma valles o colladas fácilmente identificables en el campo.

Composición: Contiene liditas y chert, con delgadas intercalaciones de lodolitas y

arcillolitas laminadas, comúnmente silíceas. La estratificación es casi

invariablemente paralela, en capas delgadas y rara vez media y normalmente

presenta abundantes cantidades de foraminíferos del genero shiphogenerinoides.

Espesor: Es de un espesor de 100 m estimados en cortes geológicos. El contacto

inferior se traza en la base de la capa más baja de limolitas silíceas, la cual supra

yace una espesa secuencia de arenitas de la formación Arenisca Dura; el contacto

superior, se ubica en el techo de la capa más alta de limolitas silíceas; la cual infra

yace una secuencia espesa de arenitas de cuarzo de la formación Labor y Tierna.

Edad: cretáceo superior

Ambiente de denostación: se observan diferentes decoloraciones –pigmentación-

o microfósiles “phifogenerinoides” que se encuentran dentro de la formación de las

liditas de origen mineralógico marino, por lo que dice que su sedimentación fue de

plataforma marítima.

FORMACIÓN CHURUVITA (cretáceo superior Ksch)

Etayo en 1976 llamó grupo Churuvita a un conjunto formado por la formación San

Rafael y la formación Churuvita, se encuentra sobre la formación San Gil superior

y infrayace en la formación Conejo

Composición: su composición basal está conformada por areniscas cuarzosas,

shales negros, caliza en proporciones variables según lugar, limolitas silíceas en

el techo.

Espesor: en su totalidad tiene un espesor de 500 m. el conjunto de churubita 485

m mientras que el conjunto de San Rafael tiene un espesor de 75 m. formada por

60 m de lutitas grises y por 15 m de pequeñas capas limolítico – silíceas.

Edad: cretáceo superior

Ambiente de denostación: se pueden observar que en la arenisca y calizas se

presentan exogiras u ostreas lo cual indica un ambiente de denostación marina.

FORMACION ARCABUCO (Jurasico Jar)

La formación Arcabuco se desplaza hacia el oeste y sur – oeste y hacia la zona de

Villa de Leiva. De esta formación cabe destacar el uso que se le da a las rocas

más antiguas ya que se emplean como material de agregados debido a la

consolidación de la misma, y que hace que se obtengan concretos de alta

resistencia.

Composición: su composición general está definida por areniscas cuarzosas

blanco-amarillentas con niveles intercalados de shales rojos. Hacia la base de la

formación se encuentran y se aprecian arcillolitas y limolitas abigarradas rojas,

también encontramos un conglomerado compuesto por cantos rodados y

subredondeados incluidos en una matriz mixta Areno-Limo-Arcillosa Allí se

encuentran rocas que por su alta porosidad almacena agua y por tanto dan parte a

la ocurrencia de derrumbes. De igual manera tienen una funcionalidad de

almacenamiento de aguas subterráneas.

Edad: Es de edad jurasica, compuesta por rocas muy compactas bastante duras

con intercalaciones de arcillolitas y limolitas.

Ambiente de denostación: es una roca sedimentaria clástica o detrítica producida

por un proceso de meteorización mecánica, morfológicamente pertenece a una

terraza aluvial antigua producida por el río Arcabuco esto sugiere que tuvo un

origen de tipo aluvial.

GRUPO SAN GIL

Se subdivide en dos unidades:

El San Gil inferior: que está constituido por areniscas cuarzosas, calizas arenosas

con algunas intercalaciones de arcillas.

El San Gil superior que se caracteriza porque en su composición prevalecen los

shales, con unas intercalaciones de caliza.

FORMACIÓN SAN GIL INFERIOR (cretáceo KMSGI): Se encuentra en la vía

Tunja – Sáchica y fue definida por Hubach (1953), se caracteriza principalmente

porque en su afloramiento se presentan sucesiones de shales y limolitas con

intercalaciones de areniscas de grano fino. Su contacto inferior es concordante

con la formación paja y su contacto superior con la formación San Gil superior,

Composición: prevalecen shales negros y areniscas cuarzosas en proporciones

variables según lugares.

Espesor: Su espesor es de 450 m aproximadamente.

Ambiente de denostación: su denostación ocurrió sobre una plataforma marina y

su edad es Aptiano Tardío- Albiano Temprano (Etayo).

FORMACIÓN SAN GIL SUPERIOR (cretáceo KMSGS) La sección principal de

esta formación se ubica en San Gil Santander y sus alrededores, pero también

tiene afloramientos en la vía que conduce de Tunja a Sáchica. Su contacto en la

parte inferior es concordante con la formación San Gil inferior y su contacto

superior con el grupo churuvita.

Composición: Está conformada por calizas y shales oscuros con intercalaciones

de arenisca calcárea, también presenta lutitas con intercalaciones de areniscas,

en la base de dicha formación hay presencia de lodositas con intercalaciones de

arenisca y caliza.

Espesor: Esta formación presenta un espesor de aproximadamente 500 m (Etayo

1968).

Edad: Su edad es Albiano medio-tardío (Etayo).

Ambiente de denostación: Los materiales fueron depositados en un fondo marino.

FORMACIÓN PAJA (cretáceo inferior KIMP)

Su localización es en la quebrada paja que es un afluente del Chicamocha, fue

definida por WHEELER en 1929. En la parte superior es concordante con la

formación San Gil inferior y en la parte superior es concordante con la formación

Ritoque.

Composición: la parte superior está compuesta por shales negros con nódulos

negros y contiene amonitas, una parte media compuesta por arcillolitas

abigarradas con nódulos calcáreos, y una parte inferior compuesta por shales

negros con nódulos fusileros.

Espesor: Esta formación tiene un espesor de 500 m sobre la vía Tunja Sachica

(renzoni). Está conformada por tres partes esenciales:

Edad: Su edad es hauteriviano-Aptiano tardío (Etayo 1968).