1．先秦堤防規模和夯築要求
西周時期堤防已有相當規模。據《國語?周語上》記載：“防民之口，甚於防川。川壅而潰，傷人必多。”這是召公勸導周厲王不要壓制百姓對政治的議論時所說的壹段話，大約出自公元前844年左右。從“川壅而潰，傷人必多”的說法來看，當年不僅堤防修築已較普遍，而且也有相當的高度。春秋時淄水流經齊國都城東門外，為防洪水，當年東門堤有相當的高度，施工中須要動用牛馬向上運輸土料。到了西漢，在今河南浚縣黃河的壹些堤段，堤高達16米以上。這樣高的土堤，又是用來擋水的，因此壹定要有較高的填築質量才行。
高大堤防斷面也必然龐大。為保證土堤的自身穩定，要選擇較緩的邊坡。據《周禮?考工記》記載，戰國年間的土堤邊坡壹般規定是：“凡為防，廣與崇方。其分去壹。大防外於這段文字有不同的理解。筆者從水利技術的角度理解是：“若將‘廣’解釋為堤頂寬，‘三分去壹’解釋為堤兩面坡度的總合(即每邊的邊坡都分別是1:1.5，也就是橫1.5，縱1)，這樣就比較合理了。”②而高大的堤防，兩面邊坡還要更緩壹些。據此，像西漢黃河的壹些堤段，大堤底寬將近80米。這種大型水工建築物，其修築技術和施工組織都會比較細致，以便保證質量。
《管子?度地》記錄了戰國時代土工施工的技術規定，主要有土壤含水量的掌握和施工工具的配置。
土工施工的合理季節在春季。技術原理是：“春三月，天地幹燥……利以作土功之事，土乃益剛。”土壤含水量適宜，容易搗實，有利於提高土堤密實度和容重。而夏季多雨。秋季土壤含水量大，“濡濕日生，土弱難成……土工之事亦不立”，而冬季土壤結凍，起土困難，又不易搗實，“土剛不立”，難以保證施工質量。
直接決定施工質量的還有土體的夯築程度。《管子?度地》中記錄了當時水利工程常用的工具有：“籠、鍤、版、築”和土車。土車利於遠距離運送土料。籠(土筐)、鍤(鍁)是挖土和挑土的器具。而版即今築墻的模板。築則是夯杵，搗實土體的工具。築堤土壤必須分層搗實才能達到較大的容重，也才能保證壹定的密度，以提高土堤抗禦洪水時自身的穩定和擋水的能力。考古發現早在商代修築宮殿的臺基，就曾使用夯築，河南偃師二裏頭早商宮殿臺基保留有清晰的夯印。夯印呈半球狀，直徑3～5厘米。在此遺址中還同時出土了羊頭形石杵壹件。杵體呈圓柱形，上部稍細，下端磨成半球形。
夾板分立土體兩側，並由兩旁立柱加以固定。夾板中間填土，用夯杵搗實。壹般每板長2～3米，高20～30厘米。每板搗實後，上面再加壹板，並繼續填土和搗實。土體築成，再拆除模板。直到唐代黃河河工上還曾使用過板築修築擋水土堤。
2．土工施工規範
殘存的秦代法律條文中就有對於施工質量不符合規定的處罰條例，例如，工人對所修築的墻體要擔保壹年，不滿壹年而墻體出現損壞，主持施工的官員有罪，承擔修墻的工人要將墻重新修好，其重修時間不得計入應服勞役的時間內。修築城墻也如是。為保證冬季的施工質量，秦代法律規定，冬季三天的勞動定額相當於夏季兩天的勞動定額。
至宋代，施工技術和相應規範都較為細密。例如熙寧八年(1075)至元豐元年(1078)曾由內侍宋用臣主持重建開封城，城周長50裏165步，高四丈，頂寬五丈九尺，預計用工579萬有奇。後來，由於“創機輪以發土”，節省了勞動量30?。此處發土或作致土解，即土料的運輸。機輪可能類似今天的皮帶機之類。宋代築城及築宮室的規範備載於《營造法式》，存於今者有土料開掘、搬運、打築、穿鑿的記工標準⑤。
在宋代，河防土工施工也曾有過專門的規範⑥，惜已亡佚，現存於《河防通議》程功部分所開列的“修築開掘等工”“開掘修砌石岸”“打築臺身”“開掘柱窩”“行墻檻子”“開挑塞河”“打築堤道”等，大約反映出土工規範中的部分內容。
(二)圍堤修築的技術特點
太湖地區的圍田，長江中下遊地區的垸田和珠江、韓江三角洲的基圍都是著名的水利區和高產農業區。這些地區農田近水，取水較容易而內外水位落差不大，相對於大江大河堤防來說，圍堤形制較小，修築有其特點。
1．圍岸斷面設計
明代萬歷年間常熟知縣耿桔總結了太湖地區圍岸修築技術。他首先指出，常熟濱臨江海，位居蘇州、常州諸府下遊，因此圍區水利以治澇為主，故曰：“有田無岸與無田同；岸不高厚與無岸同；岸高厚而無子岸與不高厚同。”極言修堤之重要。
當年將本地圍岸按其難易分作三等；壹等是從水中築堤，因此需要木樁、竹笆作堤兩邊之夾板，方可成功。在困難的地段，堤外坡尚需砌石護岸；二等是平地築堤；三等是有舊岸作為依托，僅止擴展高厚。其中壹等難修之堤，需要官府量為貼補經費。二等和三等則專用民間集資的水利款。
本區圍岸斷面，“廣詢父老，詳稽水勢，能比往年大潦之水高出壹尺，則永無患矣”。常熟壹般堤高均作壹丈。高地則堤略矮，低地則堤稍高，“惟田有高卑而岸能平齊”。其橫向規格分作兩等，臨水面為正堤，背水面為子堤。正堤頂寬六尺，底寬壹丈，高壹丈；子堤底寬壹丈，頂寬八尺，高八尺。施工時，正堤與子堤同時進行。子堤作用有二：壹來可作正堤支撐；二來子堤增大堤防斷面，延長滲徑，減輕滲水和管湧等流弊。正堤兼作交通道路。子堤不作他用，平時其上可以種植作物。以種蘭(俗名靛青)為好，蘭根要培土，久之於堤有利。如土壤不宜種蘭，改種麻、豆、蔬菜也可。
2．夯築要求和取土法
圍堤的鞏固首要在於基礎：“下腳不實則上身不堅，務要十倍工夫。”堤身則要逐層填土夯築。常熟堤高壹般為壹丈。下面五尺分作十次進行。每次上土夯實後得五寸；上面五尺因承受水壓較小，分作五次加土可也。每做壹層，均要“杵搗其面，棍鞭其旁，必錐之不入，然後為實築也”。
圍區尤其是低鄉水區，“不患無堅築之人，而患無可用之土”，因此，規劃取土場地至為重要。最好的取土是和開挖圍內灌排水道相結合，或者在附近排水河道的淤淺地段“斬壩戽水”取土。再不然，則需開挖無人告墾的老板荒田。只有葦蕩之利的淺水區則“申免其稅，聽民采土築岸”。但是，切忌在圍岸旁邊開溝取土。“就岸取土，岸高溝深，內外水浸，岸旋為土，法之所深忌也”。
常熟各色土壤中有三類最不適於做堤，即烏山土、灰羅土和豎門土。烏山土幹燥時堅硬，難以壓實，但土質肥沃，莊稼繁茂。灰羅土常分布於烏山土之下壹二尺，“握之不成團，浸之則漫患”，據調查，含炭成分高達10?～15?，容重低，極易透水。豎門土除有烏山土特點外，土壤結構呈棱柱狀，幹燥時多縱向裂縫，易漏水。如不得已用此土築堤，必須從岸腳挖溝深三尺，其中填以河泥或其他地方運來的土壤，再用本地土壤築堤方可，施工難度大。因此，“此等具屬壹等難工，宜佐以官帑”。
(三)江河大堤填築技術
戰國以降，堤防成為防洪最重要的技術手段。用土堤以禦漲水，必須要維持堤防自身的穩定和良好的水力條件。明清年間黃河臨河大堤邊坡收分規定為“外坦裏陡，四二收分”，如大堤高壹丈，頂寬三丈，其底則應寬九丈，黃河下遊千裏長堤，堤身全憑土築，土方量巨大，勢必有壹套科學的施工技術。
1，堤防基礎清理
清代乾隆年間黃河修防技術總結性著作《修防瑣誌》中對於堤防基礎清理十分重視。“創築堤工，每有蟄陷之病，皆由堤底虛松。應於築堤之始，先將本地土上樹木草根盡行刨除，行硪二三遍，是平地之病根已除，堤根無虛松之弊，他日可免蟄陷，亦無堤底滲漏之患。然後方鋪底土……”
元代至大初江浙行省圍田堤岸統壹按都水庸田司的五等圍岸體式修築，其中最高的堤防為七尺五寸，明萬歷年間耿桔將常熟堤岸定為壹丈，可見下遊泄水已不如元時通暢，水位較高。
長江堤防修築，亦重地基清理。康雍年間湖北荊江築堤時須先察土宜，原因是：“壹遇缺口，必掘浮沙，見根土乃築堤基。其所加換者，必用黃白壤。”
2．土料運輸及加工處理
堤防要防滲、耐沖，因此對築堤土料有特別要求。含沙量大的易滲漏。含水量太大或太小也將影響夯實程度，戰國時期對此已有初步認識。明代河臣劉天和將堤防用土簡要概括為：“凡創築堤，必擇堅實好土，毋用浮雜沙泥，必幹濕得宜。燥則每層須用水灑潤”，清代對土料的認識又進了壹步：
第壹，土料性狀。黃河築堤的土料大多取自河灘，壹來不妨礙堤內農田耕作，二來可以減少灘地的淤高。但灘地的土壤性質又有不同，從築堤角度說，在諸種土質中，“總以老土為佳”。老土業經多年淤積、風化和多種土壤摻和，黏度、細度和級配都比較優越，“夯硪如法，無不保錐”。但老土相對較少，壹般多在堤防完成後“務尋老土，遠覓膠泥，蓋頂蓋邊，栽種草根，以禦雨淋沖汕，以防風揚之虞”。
黃河河灘率多沙土，沙土多是秋天洪水陡落之後的灘地淤積，力學性質最差，“築堤最忌流沙。及夏冬二季，流沙遇風即飛揚，遇雨則坍淋”，只能用於堤身內層。其夯實技巧在於，“貴在潑水，趁潤夯杵，庶能凝結為壹”。沙土壹般有三種顏色，其中黃的性質較好，青白二色最松散。因此必須在堤防築成之後，尋覓老土蓋頂壹層。
膠土力學特性也不甚好，“濕則硪力難施，幹則不能合壹”。膠土多系伏汛之後的灘地淤積，比較好的填築辦法是：將新到之土，令鍁夫將大塊膠泥劈碎，使之如雞蛋大小，再令水夫澆水灌溉，待將土料泡透，然後再將其曝曬，並用尖嘴石夯帶水杵打，效果甚佳。不過膠土遇幹則裂。因此，也要和沙土壹樣，在堤頂用老土苫蓋壹層。
兩合土：將相反性質的沙土和膠土摻合，俗稱兩合土，“此兩合土築成之堤最為堅牢。若遇無水之地(即使不另外加水)，惟有壹尺壹坯，多加夯硪亦可”。當然，如能挖井取水噴灑，“水土合壹，更加堅固，即經水浸，不致潰卸”。
第二，河灘取土場地布置。取土必須遠離堤腳15丈以外，以免順堤成河和縮短堤基滲水途徑。
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