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).