(一)土堤填筑質量控制的早期成就和施工規范

　　1．先秦堤防規模和夯筑要求

　　西周時期堤防已有相當規模。據《國語?周語上》記載：“防民之口，甚于防川。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一段話，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，當年不僅堤防修筑已較普遍，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一些堤段，堤高達16米以上。這樣高的土堤，又是用來擋水的，因此一定要有較高的填筑質量才行。

　　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一般規定是：“凡為防，廣與崇方。其?分去一。大防外?于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，‘叁分去一’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，兩面邊坡還要更緩一些。據此，像西漢黃河的一些堤段，大堤底寬將近80米。這種大型水工建筑物，其修筑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，天地干燥……利以作土功之事，土乃益剛。”土壤含水量適宜，容易搗實，有利于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筑程度。《管子?度地》中記錄了當時水利工程常用的工具有：“籠、鍤、版、筑”和土車。土車利于遠距離運送土料。籠(土筐)、鍤(锨)是挖土和挑土的器具。而版即今筑墻的模板。筑則是夯杵，搗實土體的工具。筑堤土壤必須分層搗實才能達到較大的容重，也才能保證一定的密度，以提高土堤抗御洪水時自身的穩定和擋水的能力。考古發現早在商代修筑宮殿的臺基，就曾使用夯筑，河南偃師二里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一件。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，并由兩旁立柱加以固定。夾板中間填土，用夯杵搗實。一般每板長2～3米，高20～30厘米。每板搗實后，上面再加一板，并繼續填土和搗實。土體筑成，再拆除模板。直到唐代黃河河工上還曾使用過板筑修筑擋水土堤。