CUESTIONARIO

1. Con sus propias palabras, en un prrafo plantee la diferencia entre Geologa y Geotecnia.

Desde mi punto de vista la principal diferencia es que en la Geotecnia se aplican los diferentes principios de ingeniera como la mecnica de suelos, la geofsica, la hidrologa, la misma geologa entre otras de una forma ms especfica y puntual, es decir solo cuando se van a ejecutar obras civiles y prevencin de peligros geolgicos, estos conocimientos se aplican en funcin de las caractersticas de los materiales de la corteza terrestre de la zona donde se pretende ejecutar la obra o estudio; entre tanto la geologa es una ciencia bsica, que ha estado investigando durante muchos aos la constitucin, origen e historia de todo nuestro planeta tierra y su evolucin en el tiempo, adems de los materiales que la componen interior y exteriormente.

2. Realice un mapa conceptual, cuadro sinptico o similar, donde se pueda detallar de una manera clara la importancia de la Geotecnia dentro de la Ingeniera Civil y cules son sus principales reas de trabajo o profundizacin.

3. Tomando como base la Norma NSR-10, indicar los principales sistemas de falla presentes en Colombia, as como su ubicacin geogrfica. Adems incluir una breve descripcin de los sistemas de fallas ms importantes presentes en el mundo.

Colombia est localizada dentro de una de las zonas ssmicamente ms activas de la tierra, la cual se denomina Anillo Circumpacfico y corresponde a los bordes del Ocano Pacfico. El emplazamiento tectnico de Colombia es complejo pues en su territorio convergen la placa de Nazca, la placa Suramericana y la placa Caribe. El lmite entre las placas Suramericana y Caribe est an indefinido. La geologa estructural del pas ha sido estudiada con diferentes grados de detalle. En general los sistemas principales de fallamiento han sido identificados gracias a estudios mineros y de exploracin petrolera.

Hay fallas de pequeas dimensiones y otras enormes, como la Falla de San Andrs, de ms de 1200 km, que marca el lmite (de tipo pasivo) entre dos placas litosfricas (Norteamericana y del Pacfico) Falla de San Andrs en el estado de California (Oeste de EE.UU.) En las regiones occidentales de Mxico y Estados Unidos existe un nmero considerable de fallas geolgicas que forman parte de la frontera entre dos importantes placas tectnicas, la del Pacfico y la de Norteamrica. Particularmente, el sistema de fallas San Andrs-Golfo de California es un sistema que se extiende desde San Francisco, California, hasta la boca del Golfo de California. En la regin del Valle de Mexicali: Sistema de fallas Imperial - Cerro Prieto, falla Cucap y falla Laguna Salada.En las sierras Peninsulares de Baja California : Falla Sierra Jurez, falla San Pedro Mrtir, zona de fallas San Miguel-Vallecitos, falla Tres Hermanos y falla Agua Blanca.

Frente a las costas de Baja California (Ocano Pacfico): Falla Coronado Banks, falla San Diego y falla San Clemente. La falla de Altyn Tagh es una falla que comenz y continua desde hace unos 40 millones de aos durante los cuales el subcontinente ndico ha sufrido el empuje hacia el norte, colisionando con la masa continental de Eurasia. La falla completa mide ms de 2.500 km, incluyendo la falla de Kansu, que se une en su extremo oriental. La falla de Ramn, o falla de San Ramn, es una falla geolgica activa del tipo inversa que se encuentra al oriente de la ciudad de Santiago de Chile. La falla de Motagua es una falla transformante en Guatemala, La Falla Fagnano-Magallanes (conocida con ambos nombres), es un sistema de fallas regional que forma parte del lmite transformante entre las placas tectnicas Sudamericana y Scotia. La falla mantiene un rumbo aproximadamente Este-Oeste desde la boca occidental del estrecho de Magallanes, cruzando la Isla Grande de Tierra del Fuego.

4. Investigar las siguientes definiciones: Roca (definicin Geolgica y Geotcnica), Suelo, Material Rocoso, Macizo Rocoso, Discontinuidades.

Roca:En geologa se le denomina roca a la asociacin de uno o varios minerales, natural, inorgnica, heterognea, de composicin qumica variable, sin forma geomtrica determinada, como resultado de un proceso geolgico definido.

Segn la geotecnia roca es un material mineral slido que se encuentra en grandes masas o fragmentos. Tambin se le llama roca a todo material que suponga una alta resistencia.

Suelo:Segn geotecnia: Se le define como un agregado de minerales, unidos por fuerzas dbiles de contacto, separables por medios mecnicos de poca energa o por agitacin en agua.

En geologa se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biolgicamente activa, que proviene de la desintegracin o alteracin fsica y qumica de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella.

Material Rocoso:Segn geotecnia: Se llama material rocoso a la sustancia rocosa misma como fragmento, sin considerar el efecto de las discontinuidades estructurales ni los esfuerzos in situ.

Segn Gelogos: Material rocoso es aquel constituido por mezclas heterogneas de diversos materiales homogneos y cristalinos, es decir, minerales. Las rocas suelen ser materiales duros, pero tambin pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o arenosas.

Macizo Rocoso:

Segn geotecnia: Conjunto de matriz rocosa y discontinuidades. Presenta carcter heterogneo, comportamiento discontinuo y normalmente anistropo, consecuencia de la naturaleza, frecuencia y orientacin de los planos de discontinuidad, que condicionan su comportamiento geomecnico e hidrulico.

Geolgicamente hablando podemos definir macizo rocoso a la forma en la que se presentan las rocas en el medio natural. Un macizo rocoso est compuesto por una o varias rocas (litotipos) que a su vez contiene diversas discontinuidades: planos de estratificacin, fallas, juntas, pliegues y otros caracteres estructurales.

Discontinuidades:

En geologa, es la capa de la estructura de la Tierra que separa los distintos sectores de la corteza terrestre cuyas propiedades fsicas difieren; las modificaciones en sus propiedades fsicas se traducen en modificaciones de la velocidad de las ondas ssmicas que las atraviesan.

En geotecnia se conoce como discontinuidad a la separacin entre dos partes de una masa de material. Las discontinuidades en masas de suelo y roca incluyen fallas, diaclasas, planos de estratificacin, planos de foliacin, fracturas y grietas y el material de relleno.

5. En un grfico (realizado por usted), plantear el ciclo roca-suelo, donde se presente principalmente la clasificacin de los suelos segn el origen, recuerden que esta formacin est dada por procesos de meteorizacin. Dar una breve descripcin de cada uno de ellos.

El suelo tiene su origen en la roca a travs de la meteorizacin y otros procesos geolgicos que experimentan las rocas que se encuentran cerca de la superficie terrestre, es decir la desintegracin de estas en pedazos cada vez ms pequeos, que en contacto con el medio ambiente (agua y aire) se concentran formando el suelo. Las rocas tienen su origen a partir de varios procesos geolgicos, los ms importantes que dan origen a una variedad de rocas son: la cristalizacin de los minerales que la componen durante la solidificacin del magma, la cementacin de las partculas del suelo de un depsito y el metamorfismo. Las diversas variedades de roca que se encuentran en la corteza terrestre, estn clasificadas en tres grandes categoras, que son: rocas gneas, sedimentarias y metamrficas.

Rocas gneas: Se llaman as a las rocas formadas por la solidificacin del magma a diferentes profundidades. El material rocoso fundido (magma), se enfra lentamente y se solidifica dentro o debajo de la corteza terrestre. Debido a movimientos tcnicos o erosin, estas rocas salen a la superficie terrestre. Los tipos de rocas gneas formadas por el enfriamiento del magma depende de factores como: la composicin del magma y el grado de enfriamiento asociado con l. Se estima que las rocas gneas componen el 98% de la corteza terrestre, estas se clasifican segn su: forma de solidificacin y composicin qumica.

Rocas sedimentarias: Los sedimentos producto de la meteorizacin, el transporte y deposicin, forman una capa superficial relativamente delgada de la corteza terrestre. Los componentes de los sedimentos se endurecen formando rocas sedimentarias, en un proceso llamado cementacin. En este proceso de cementacin, algunos agentes cementadores como el: xido de hierro, calcita, dolomita y cuarzo, son llevados por aguas subterrneas que percola por los espacios vacos entre partculas del suelo, donde llena esos espacios y acta como un cemento que los une. Los factores que influyen en la formacin de rocas sedimentarias son: el tiempo, la sobrecarga (que constituye el peso propio) y la consolidacin (precipitacin de las sustancias disueltas por el agua). Las rocas sedimentarias, se clasifican segn al origen y tipo de sedimentos que la componen, en clsticas, qumicas y biolgicas.

Rocas metamrficas: Se llaman as a las rocas que han sufrido un proceso de transformacin denominado metamorfismo, que da lugar a la formacin de nuevas rocas que anteriormente pudieran haber sido gneas o sedimentarias. El calor y la presin son los agentes del metamorfismo que ocasionan cambios en la estructura de los minerales, recristalizndolos cambiando as su textura, forma y composicin de la que originalmente posean. Existen tres tipos de metamorfismo:Termal o de contacto.- En este tipo de metamorfismo interviene el calor en la recristalizacin de algunos o todos los componentes a temperaturas comprendidas entre 500 a 800 C, formndose nuevas variedades de minerales en la roca.Dinmico.- En este tipo de metamorfismo el esfuerzo principal es el agente que ocasiona la transformacin de la roca y la temperatura no tiene una influencia significativa. Generalmente estos esfuerzos que causan la transformacin de la roca son por cizalla.Regional.- Cuando el esfuerzo y la temperatura son influyentes esenciales en la recristalizacin, se trata de un metamorfismo regional, lo que da como resultado la recristalizacin de los minerales existentes en la roca que transforman la roca.

6. De acuerdo con el estudio de microzonificacin ssmica, el mapa geolgico, el mapa hidrogeolgico y el mapa de zonificacin geotecnia de Bogot, plantear lo siguiente: a. Cules son las formaciones rocosas presentes en la ciudad, indicar edad promedio y principales caractersticas.

Formaciones Rocosas: En la ciudad de Bogot afloran rocas sedimentarias de origenmarino y continental, dentro de estas formaciones se encuentran de la ms antigua a la ms joven las siguientes: Chipaque (Ksch), Guadalupe (Ksg), Arenisca Dura (Ksgd),Plaeners (Ksgp), Labor-Tierra (Ksglt), Guaduas (KTg), Cacho (Tpc), Bogot (Tpb), Arenisca La Regadera (Ter) y Usme (Tu) y se encuentran ubicados en los cerros.

Formacin Chipaque (K2cp) (Ksch): Es una unidad constituida principalmente por shales, adems posee capas de lodolitas con un nivel silceo hacia la base; a medida que se sube en la secuencia intercalaciones de lodolitas con areniscas. Lutitas negras, carbonosas, finamente laminadas, con intercalaciones espordicas de arenisca de grano fino. Aflora en los cerros orientales.EDAD: Cenomaniano Santoniano.Grupo Guadalupe: Est constituido por tres formaciones claramente diferenciables en el campo las cuales se denominan: Formacin arenisca dura, formacin plaeners, formacin arenisca de labor y tierna. Esta formacin en total presenta un grosor entre 700m y 800m.Formacin Arenisca Dura (K2d) (Ksgd): Est compuesta por una gruesa sucesin de areniscas en bancos muy gruesos con intercalaciones de limolitas, lodolitas, porcelanitas (chert), y arcillolitas de colores claros y en capas finas. Las areniscas estn compuestas por ortocuarcitas de grano muy fino. EDAD: Campaniano Inferior.

Formacin Plaeners (Ksgp): Est conformada por una sucesin de limolitas silceas, porcelanitas (chert), liditas y arenisca de grano fino. El conjunto presenta estratificacin media y los colores predominantes son el blanco y el gris. Edad: Campaniano Superior.

Formacin Labor Tierna (Ksglt): La formacin labor se compone por areniscas de granos finos a medio grueso, arcillosos, grisceos a blancas, e intercalaciones de arcillolitas y lodolitas, su densidad se modifica de base a tope siendo ms densos los segmentos inferiores. La formacin tierna est compuesta por areniscas de grano grueso a muy grueso incluso conglomertico que se muestran en bancos potentes con intercalaciones delgadas de arcillolitas, limolitas y lodolitas, las areniscas presentan estratificacin cruzada, compactacin variable y color pardo amarillento a blanco, en general son ortocuarcitas en matriz caolintica bien friables. En ocasiones es posible observar un nivel arcilloso con foraminferos bentnicos que separa la Formacin Labor y Tierna. Edad: Maastrichtiano Inferior.

Formacin Guaduas (K2E1g) (Ktg): En esta formacin se distinguen tres segmentos diferentes, Inferior (KTgi) constituido principalmente por arcillolitas gris oscuras con una capa delgada de carbn en el tope, Medio (KTgm) se distinguen dos niveles en la base la arenisca la gua y en la parte superior la arenisca lajosa, son primordialmente ortocuarcitas, con presencia de mantos de carbn y Superior (KTgs) consta de arcillolitas abigarradas (rojizas, azuladas, verdes y moradas), con mantos locales de carbn y bancos de areniscas poco compactas de grano medio a grueso. EDAD: Maastrichtiano Superior Paleoceno, se extiende hasta el Terciario temprano, anterior al Eoceno superior.

Formacin Bogot (E1c) (Tpb): Constituida por una sucesin montona de lodolitas limolitas y arcillolitas abigarradas (de colores grises, rojos, violceos y morados), separados por bancos de areniscas arcillosas blandas., la formacin total tiene un espesor de 2000m. EDAD: Paleoceno superior-eoceno inferior.

Formacin Cacho (E1b) (Tpc): Arenisca friable, de color pardo a blanco, con tamao de grano grueso a la base y fino hacia el techo, que se presentan en estratos de hasta de 2m, presenta una marcada estratificacin cruzada e intercalaciones menores de lutitas amarillentas a blancuzcas., su espesor es constante y vara entre 80m y 100 m. EDAD: Paleoceno.

Formacin Usme (Tsu-E2u): Intercalacin fina de lutitas grises claras en bancos delgados de entre 5 a 10cm intercaladas con areniscas blancas, cuarcticas de grano muy fino bien cementadas, en bancos del mismo espesor. Sobre la anterior secuencia descansan bancos gruesos de areniscas muy blancas de grano fino, cuarcticas bien cementadas, el segmento superior de la formacin se caracteriza por la presencia de areniscas de grano medio a fino, localmente conglomertica. EDAD: Eoceno Superior -Oligoceno Inferior.

Formacin Regadera (E2r): Consta de areniscas cuarzosas feldespticas, poco consolidadas de color gris claro a blanco, de grano frecuentemente grueso, con algunas capas lenticulares de conglomerados finos en matriz arcillosa. Se estima un espesor de 400 m. Edad: Eoceno.

b. Indicar cuales son las zonas geotcnicamente similares y plantear una descripcin de los tipos de suelos que las componen.

En la ciudad de Bogot se identifican cinco zonas con caractersticas geotcnicas homogneas, se describen a grandes rasgos de la siguiente manera:

Roca o zona montaosa: Caracterizada por la presencia de areniscas duras resistentes a la erosin y arcillositas cuya resistencia y deformabilidad depende de su humedad.

Piedemonte o conos de deyeccin: Conformado por materiales que bajo el efecto de la gravedad se han transportado y depositado en forma de cono o abanico, donde predominan los materiales granulares gruesos con matriz arcillosa.

Suelos duros: Predominan las arcillas preconsolidadas con intercalaciones de arena y suelos arenosas de origen aluvial.

Suelos blandos: Caracterizados por la presencia de arcillas blandas de alta compresibilidad y de origen lacustre.

Ronda de ros y humedales: Pertenecen a esta zona los cuerpos de agua de la ciudad, tales como: humedades, antiguos lagos y zonas de inundacin.

A continuacin se adjunta un cuadro con la descripcin de las zonas geotcnicas

c. Cules son los sistemas de fallas presentes en Bogot y que grado de actividad presentan.

En la zona axial de la Cordillera Oriental, al suroeste de Bogot, se encuentran varios lineamientos asociados con actividad neotectnica. Entre estos se destaca el conocido como Falla la Cajita, localizada sobre el flanco occidental del Macizo de Sumapaz que ha sido sealada como falla activa con sismo histrico asociado y, por lo tanto, de gran importancia para la amenaza ssmica de Bogot. En contraste, los registros de sismicidad de la Red Sismolgica Nacional muestran muy escasa actividad ssmica en el rea del lineamiento, tambin hay fallas ms cercanas a Bogot que pueden afectarla, como la falla frontal de la Cordillera Oriental, que tiene alta actividad; el sistema de fallas de Algeciras y el sistema de fallas de Salinas, en el Valle Medio del Magdalena

Los estudios sobre peligro ssmico ubican a la capital en una zona de amenaza intermedia, pero su vulnerabilidad, en todo sentido, es muy alta.

Un terremoto de cierta importancia, originado en alguna de esas fallas puede afectar gravemente a Bogot, porque la ciudad tiene suelo lacustre, como una gelatina o una sopa espesa, este tipo de suelo vibra muy fcil y amplifica las ondas ssmicas cuando llega un terremoto lejano. Por el contrario, en las zonas de suelos duros, como los cerros orientales, podra ser devastador el efecto de un sismo cercano (40 Km.), que se filtrara sin mayores problemas en las zonas blandas.

7. Para el caso de Estudio de la Construccin del Tnel de la Lnea, Plantear lo siguiente:

a. Realizar una breve descripcin del proyecto de manera tcnica.

El sitio donde se desarrollan las obras se encuentra ubicado en la parte central de la Repblica de Colombia y conecta los departamentos de Tolima y Quindo haciendo parte de la troncal Bogot - Buenaventura, en el tramo Armenia - Ibagu, cruce de la cordillera Central.

Lleva este nombre debido a que se encuentra ubicado debajo del "Alto de La Lnea" en la Cordillera Central de los Andes. El tnel tiene el propsito de facilitar el trfico en la Ruta Nacional 40, una de las vas transversales de Colombia, la cual enlaza a Bogot con la ciudad de Cali y el puerto de Buenaventura sobre el Ocano Pacfico. Al terminarse su construccin ser el tnel vehicular ms largo de Latinoamrica con una longitud de 8.651,55 m. La entrada occidental del tnel se encuentra a 2.420 metros sobre el nivel del mar a 19 km de la ciudad de Armenia y su entrada oriental se encuentra a 37.8 km de la ciudad de Ibagu.

La construccin del tnel piloto se inici el 30 de septiembre de 2004 y ambos lados se encontraron el 2 de agosto de 2008.CARACTERISTICAS PRINCIPALES Seccin: 19 m2 promedio. Longitud: 8,60 km Pendiente descendente hacia el Quindo: 1 % Galeras de conexin: c/450 m sentido noroccidente.

Los beneficios del tnel son los bajos costos de operacin, tiempos de viaje ms cortos y la reduccin en el nmero de accidentes. La velocidad del trfico aumentar de 18.2 km/h a 60km/h. Para los vehculos pesados, el tiempo de viaje se reducir en 80 minutos y para los livianos ser de 40.

Esta obra constituye un gran avance en la infraestructura Colombiana, ya que se constituir como el mayor logro en cuestiones de ingeniera y modernizacin de carreteras, lo cual impulsar determinantemente el crecimiento del comercio desde el principal puerto martimo (Buenaventura), hacia el centro del pas, otorgando mejoras significativas en materia de transporte terrestre, ahorro en fletes, tiempos, combustibles y desgaste de automotores, que diariamente deben afrontar la difcil Ruta Nacional 40.

b. Identificar cules son las formaciones rocosas en la zona y que caractersticas fsicas presentan.

CARACTERSTICAS ESTRUCTURALES

De acuerdo con Gmez Cajiao y Asociados (2001) e IRENA (2007), estructuralmente el rea de estudio se encuentra altamente Fallada, destacndose en importancia las Fallas: Galicia, El Portal, El Viento, Alaska, La Vaca, La Soledad, La Estacin y La Cristalina.

Segn el mapa geolgico de Colombia en este sector encontramos las siguientes formaciones rocosas:

gneas plutnicas (T3-J1-Pi): Prfido andestico-diortico con fenocristales de plagioclasaen matriz de piroxenos, mica con textura afantica. Roca moderadamente fracturada a poco fracturada y con buen autosoporte.

Rocas volcanoclsticas (K1-vcm): Originadas en el Complejo Volcnico Machn Tolima; Secuencia de areniscas cuarcticas. Chert, grawacas de cuarzo en estratificacin y foliacin muy delgada a laminar. (Kis2) secuencia de areniscas cuarcticas, meta-areniscas, grawacas de cuarzo en estratificacin de media a gruesa y poco fracturadas.

Metamrficas (NP?ca?-Mev) (metamorfismo regional facies-esquisto verde anfibolita): Rocas metamrficas que estn re trabajadas que tienen muchos planos de debilidad y fracturas, donde se presenta filtraciones, hay sectores donde el material est muy suelto y en determinado momento podra afectar la estructura del tnel, como los arcos y la estabilizacin misma. Esta formacin presenta las siguientes caractersticas: Esquisto anfibolico verde, con textura esquistosa, laminada bandeada compuestos por piagloclasas, pirita calcita. Roca dura sana, de moderadamente fracturada a fracturada.Depsitos volcanoclsticos (Qvc): Son productos tpicos del volcn han sido catalogados como andesitas de dos piroxenos; se trata de lavas (masivas y en bloques) y depsitos de flujos piroclsticos de ceniza y bloques y de escoria, y de cada de piroclastos.

c. Describir los principales depsitos de suelos presentes en la zona.

Depsitos Volcanoclsticos (Qvc): Se caracterizan por presentar partculas derivadas de la meteorizacin y/o erosin de rocas volcnicas y/o depsitos o partculas volcanoclsticas preexistentes, que son sujetos a un transporte previo a la sedimentacin final. La formacin en el departamento del Tolima incluye dos etapas ocurridas en el Cuaternario, una inicial caldrica (Tolima antiguo) y otra de construccin del actual cono (Tolima moderno). Los productos tpicos del volcn han sido catalogados como andesitas de dos piroxenos; se trata de lavas (masivas y en bloques) y depsitos de flujos piroclsticos de ceniza y bloques y de escoria, y de cada de piroclastos.

d. Investigar sobre los problemas que se han presentado desde el punto de vista tcnico, que involucren aspectos de tipo geolgico y geotcnico, durante las etapas de estudios y diseos, as como durante la construccin.

Con la construccin el tnel de la lnea, se ha evidenciado la problemtica de la desecacin de las fuentes de agua superficiales y de esta manera los efectos sobre los ecosistemas y las actividades humanas, imperando la necesidad de establecer la relacin del agua con el medio geolgico y as conocer los fenmenos de flujo de agua, caracterizados por fenmenos fsicos y qumicos que se integran en el conocimiento de la hidrogeologa y la hidrogeoqumica. Por consiguiente se encontraron las siguientes deficiencias en este aspecto:

- En los estudios y diseos se nota la falta de uso de conceptos hidrogeolgicos.

- Se hizo notoria la falta de inventario de corrientes superficiales y puntos de agua subterrnea (manantiales, aljibes y pozos).

- Los estudios geolgicos fueron orientados nicamente desde el punto de vista GEOTCNICO.

- Slo cuando se encontr AGUA se intent hacer alguna correlacin Hidrogeolgica.

- No hay estudios GEOFSICOS, slo la GEOLOGA de superficie, y la correlacin despus de construidos los tneles No se hicieron estudios HIDROGEOQUMICOS, slo se hace un control de parmetros fsico-qumicos, para verificacin de vertimientos.

En la parte de geologa se encontraron las siguientes falencias:

Los principales inconvenientes que se han tenido que afrontar durante la excavacin de este tnel, tienen que ver con las fallas geolgicas. Otro problema encontrado por los gelogos es que la cartografa que le fue entregada a los ingenieros no est acorde con la existente en lo referente a las unidades geolgicas que sirven de gua.

BIBLIOGRAFIA

http://www.portafolio.co/especiales/doble-calzada/tunel-la-linea-le-faltan-12-kmhttp://www.revistas.unal.edu.co/http://www.sgc.gov.co/Geologia.aspxhttp://www.seminariodetuneles.com/cd/trabajos/ST_VII_24.pdfhttp://www.eltiempo.com/noticias/tunel-de-la-lineawww.minminas.gov.co_minminas_downloads_archivosEventos_9810.pdfMicrozonificacion_de_Bogota_1993.pdfhttp://www.ingenierocivilinfo.com/2010/12/origen-del-suelo-y-ciclo-de-la-roca.html