В конце X в., при Владимире Святославиче, Русь принимает комплексные меры для действенной охраны своих южных рубежей и защиты столицы — Киева. Оборону от печенегов Владимиру удалось сделать общегосударственным, всенародным делом. На пути конных орд отстраиваются не отдельные укрепления, а целые оборонительные линии вдоль берегов рек Стугны, Сулы, Трубежа, Остра и Десны. Вырабатывается особый тип сторожевой крепости, состоящей из двух частей: собственно крепости и обширной, но менее укрепленной тверди. В детинце размещался постоянный гарнизон, снабжающийся всем необходимым централизованным путем. Твердь могла вместить как значительные воинские резервы, так и окрестное население. В тылу основных оборонительных линий по Стугне и Суле были построены гигантские города-крепости: Белгород и Переяславль (табл. 29, 2). Они являлись своеобразными штабами обороны правого и левого берегов Днепра.
Валы крепостей Владимира были сложными инженерными сооружениями. Их основу составляли поставленные впритык друг к другу деревянные срубы, забитые землей. Но некоторые срубы-городни оставлялись пустыми (Витичев, Новгород Малый) и были приспособлены для жилья и хозяйственных нужд. Перед деревянными срубами с внешней стороны проходила кладка из нескольких рядов сырцовых кирпичей (табл. 79, 7, 8; 80, 4).
Стены срубов поднимались над гребнем вала и образовывали деревянную стену из двух-трех ярусов с боевыми ходами. Над воротными проемами, а иногда и в местах поворота стен сооружались деревянные башни (табл. 79, 8).
На севере Руси в Ладоге (X в.) и Изборске (XI в.) строятся первые крепости с каменными стенами, сложенными насухо из плитняка. В Изборске на самой стрелке городищенского мыса, но с внутренней стороны стен сооружается круглая каменная башня.
Приемы строительства укреплений, освоенные во второй половине X в., получают дальнейшее развитие в XI столетии. Продолжая дело отца, Ярослав Мудрый возводит новую линию обороны по р. Рось. При нем строится самая мощная крепость Древней Руси Верхний Город (Город Ярослава) в Киеве (табл. 22). Основу вала составляла деревянная конструкция из дубовых срубов, вплотную примыкавших друг к другу. Размеры срубов исключительно велики: вдоль длинной оси вала 6,7 м, а поперек 19,2 м. Внутри срубы делились на клети: вдоль на две, а поперек — на шесть. Таким образом, каждый сруб состоял из 12 клетей, доверху заполненных лёссом (табл. 79, 3). В высоту вал достигал 12 м. На его постройку было израсходовано не менее 50 тыс. куб. м дубового леса, а на засыпку пошло около 630 тыс. куб. м грунта. Таким образом, в строительстве вала длительное время участвовало несколько тысяч человек. Одновременно с валом и рвом были сооружены из кирпича-плинфы трое ворот, обеспечивавшие надежную защиту самых уязвимых мест в системе городских укреплений.
Город Ярослава в Киеве — прекрасный пример неизмеримо возросших возможностей раннефеодального русского государства в целенаправленном строительстве конструктивно совершенных и чрезвычайно трудоемких по сравнению с предшествующим временем укреплений. Сооружение укреплений приобретает характер государственной деятельности. В числе представителей княжеской администрации появляются городники, руководившие возведением оборонительных линий. Их труд и содержание во время строительства обеспечивались в законодательном порядке.
Срубные конструкции в основании валов в XI–XII вв. получили повсеместное распространение (табл. 79, 2, 6; 80, 1, 2). Обычно срубы, рубленные «в обло», вплотную приставлялись друг к другу. Но благодаря выступавшим концам бревен между их стенами оставался промежуток. Срубы забивались землей, камнями и засыпались грунтом снаружи. Они придавали валу необходимую жесткость, крутизну и предохраняли его от оползания. Срубы ставились в один, а иногда в два-три ряда. При этом в зависимости от профиля вала их стены имели разную высоту и наклон. Такая конструкция внутривальных деревянных сооружений была широко распространена во всех землях Руси в XI–XIII вв.
Другой тип срубной конструкции внутри валов появляется уже в XII в. Она состоит не из отдельных срубов-плетей, а из их сплошной прочно связанной линии. Бревна лицевых стенок таких срубов врублены «внахлестку» в поперечные стенки, разделявшие соседние помещения. В плане срубы были квадратные и прямоугольные, реже — трапециевидные. В некоторых случаях (Вышгород) у них отсутствовала задняя стенка. Размеры срубов колебались от 1,5×3 м до 3,5×4 м и больше.
Известны и внутривальные конструкции смешанного типа, когда по длинной оси вала срубы стоят каждый в отдельности, а поперек подразделяются на две-три клети. Часто (особенно с середины XII в.) внутренний ряд клетей (или два ряда) не заполнялся землей, а служил жилыми и хозяйственными помещениями (табл. 79, 4). Таким образом, увеличивалась полезная жилая площадь внутри укрепления.
Особым, редко встречаемым типом внутривальных деревянных конструкций являются накаты из бревен. В основании вала поперек его длинной оси укладывались на небольшом расстоянии друг от друга бревна. На них в свою очередь помещались продольные лаги. Поверх лаг вновь укладывался накат и так несколько раз. Для предотвращения расползания бревен наката они иногда укреплялись небольшими поперечными бревнами с естественными крюками-сучьями. Пространство между бревнами засыпалось землей. Таковы валы Минска, Москвы, Новгородского детинца и некоторых других памятников.
Наряду с валами, имевшими внутренний деревянный каркас, во всех землях Руси широко известны оборонительные укрепления, целиком насыпанные из земли (табл. 79, 1, 5). Основание таких валов могло усиливаться низкими каменными стенками, а склоны укрепляются обожженной глиной или булыжниками.
Одновременно с отсыпкой вала перед ними сооружался ров, между которым и основанием вала устраивалась горизонтальная площадка берега. Она предохраняла от оползания в ров передний склон вала. Рвы древнерусских укреплений по большей части имели в разрезе симметричную, треугольную форму с несколько скругленным дном. Известны случаи, когда передний край рва усиливался частоколом, наклоненным в сторону «поля». Вал и ров вместе создавали перед штурмующими укрепленное препятствие высотой не менее 10 м.
На вершине вала возводилась деревянная стена (табл. 79, 2; 80, 3, 5). Ее простейшим типом был частокол из бревен — столпие или тын древнерусских летописей. Концы бревен 3-х и 4-метровой высоты заострялись. Гораздо более сложными являлись срубные конструкции деревянных стен. Их нижними частями служили внутривальные деревянные каркасы. Срубы, находившиеся в теле вала, поднимались на поверхность. Наземную деревянную стену могли образовывать лишь передние стенки срубов или она состояла из трехстенных клеток, вплотную приставленных друг к другу. Стену венчали заборола — деревянный бруствер с боевой площадкой, откуда велась стрельба и метались камни. Возможно, заборола имели кровлю.
У большинства древнерусских укреплений XI — середины XIII в. был только один въезд. Над ним сооружалась деревянная проездная башня. Для ворот в валу делался проем. Возможно, въезд оформлялся двумя рядом стоящими башнями (Минск). В некоторых случаях по углам укрепления строились и другие башни, служившие не только целям обороны, но и дальнего наблюдения. Через ров к воротам вели специальные мосты. Чаще всего они устраивались на столбовых опорах и во время нападения защитники их легко разрушали — «переметывали». Но известны мосты и более сложной конструкции — подъемные.
В XI в., а на севере Руси в XII в. начинается массовое строительство геометрически правильных (округлых, овальных или полукруглых) в плане крепостей (табл. 8, 9). Такие укрепления почти не использовали защитных свойств рельефа местности. Но они хорошо обеспечивали круговую оборону, были экономичными по затратам трудовых и материальных ресурсов в сравнении с укреплениями иной планировки. Расположенные чаще всего в низменной местности, эти крепости легко снабжались водой, что имело немаловажное значение во время длительной осады.