Чтобы избежать слабых мест в обороне, каковыми являются не защищенные башнями углы, крепостям иногда придавалась круглая или овальная планировка. Овальную планировку имеет крепость Кырккыз (Толстов С.П., 1948а, с. 120); круглую — городище Турпаккала в левобережном Хорезме (Толстов С.П., 1958, с. 27–29, рис. 3). Она также лишена башен. Круглую планировку имеет и Кой-Крылганкала, внешние стены которой уже имеют башни. В последнем случае круглая планировка была обусловлена, видимо, не столько военными задачами, сколько культовым назначением памятника.

Ряд крепостей левобережья, восходящих к кангюйскому периоду, образуют в плане пятиугольник, повторяя очертания возвышенностей, на которых они расположены (Куюсайкала и Кангакала — Толстов С.П., 1958, с. 70–73, рис. 80). Кургашинкала на северо-восточной границе оазиса демонстрирует разные системы обороны углов: один угол не имеет башен и защищен системой косых бойниц, другой защищен двумя башнями, близко подвинутыми к углу. На третьем углу эти башни сближаются, образуя фигуру «ласточкиного хвоста» — фортификационный прием, восходящий к традициям классического Древнего Востока. Четвертый угол защищен одной башней, ось которой является продолжением одной из сходящихся здесь стен. Все башни прямоугольные в плане, одной высоты со стенами и обладают такими же бойницами (Толстов С.П., 1948а, с. 120; 1948а, с. 112–113).

К особому типу укреплений кангюйского времени следует отнести небольшие крепости — крупные укрепленные поселения, которые С.П. Толстов рассматривал как общинно-родовые укрепленные дома-массивы (Толстов С.П., 1948, с. 100). К ним относятся Кюперликала на Черменябе, Актепе (близ Кваткалы) и укрепленный дом к югу от Базаркалы (Толстов С.П., 1948а, с. 101, рис. 36–38). Кюнерликала — крепостной массив, 55x55 м, высотой около 8 м. В центре здания возвышается еще на 3 м башня. С юго-востока расположен укрепленный вход; посередине каждой из остальных трех сторон сохранились небольшие башни с бойницами. Вокруг видны следы мощных стен, окружающих здание двора (Толстов С.П., 1948а, с. 100–101).

Развитие осадной техники, связанное, вероятно, с походами Александра на Восток и знакомством народов Средней Азии с достижениями античного военного искусства, вызвало изменения ряда фортификационных принципов.

Существовавшие в этот период крепостные сооружения подвергаются перестройке применительно к новым условиям ведения войны. Следы такой перестройки отмечены на крепости Хазарасп на юге Хорезмского оазиса. Первоначально стены крепости, подквадратные в плане (280x294 м), были возведены в духе старых традиций: из пахсовых блоков, с двухъярусной стрелковой галереей и двумя рядами бойниц. Углы запирались квадратными башнями; по стенам в промежутках пристроено по три башни. Ширина куртин достигает 54–55 м — на расстояние полета стрелы. Перестройка началась вскоре после возведения первоначальных стен. Стена с внешней стороны была усилена мощным панцирем из сырцового кирпича; стрелковые галереи и башни заложены кирпичом. Образовавшийся при этом мощный цоколь должен был служить защитой против стенобитных машин. Вся система крепостных сооружений была обнесена по периметру дополнительной барьерной стеной, отстававшей от основных стен на 13,5 м. Барьерная стена имела два яруса обороны — стреловидные бойницы и открытый валганг и была укреплена башнями открытого типа. Пространство между основной и барьерной стеной было засыпано толстым слоем песка (до 1,5 м) для затруднения подхода стенобитных машин к стенам крепости (Воробьева М.Г., Лапиров-Скобло М.С., Неразик Е.Е., 1963, с. 195–197). Аналогичным перестройкам подвергались и некоторые другие крепости. Сырцовым кирпичом была заложена нижняя стрелковая галерея стен крепости Гяуркала, на Султануиздаге (Толстов С.П., 1958; Рапопорт Ю.А., Трудновская С.А., 1958, с. 192–199, 350–351), нижние галереи стен городища Топрак-кала (ГТК, с. 57) (Толстов С.П., 1948а, с. 104, рис. 41). Образовавшийся в основании стен мощный цоколь был менее уязвим для таранов, а центр тяжести фронтального обстрела переносился на верхние ярусы обороны — на валганг и верхнюю стрелковую галерею.

Наиболее детально системы укреплений кушанского периода обследованы на крепости Гяуркала и городище Топрак-кала. Гяуркала (Султануиздагская) — небольшая крепость, расположенная на прибрежной скале и перекрывавшая дорогу, проходившую по правому берегу Амударьи. Стены крепости, достигавшие у основания ширины 9 м, заключали двухъярусную стрелковую галерею. Внешняя и внутренняя стены опирались на пахсовые цоколи. Башни прямоугольной формы со слегка скругленными углами шириной 9 м выдвигались за линию стены на 7,5 м и располагались через каждые 20 м. Сообщение между башнями и стрелковой галереей осуществлялось, очевидно, при помощи приставных лестниц — система изоляции на случай проникновения противника в один из участков обороны. Через каждые два метра в стене прорезаны бойницы. Двойные бойницы расположены были по углам башен. Нижний ярус стрелковой галереи со временем был забутован сырцом (Толстов С.П., 1958, с. 192–194; Рапопорт Ю.А., Трудновская С.А., 1958, с. 348–354).

Вершиной крепостного строительства Хорезма конца античной эпохи считаются укрепления городища Топрак-кала. Фортификационное значение имеет его регулярная планировка: главная магистраль подводит к единственному входу в город, отходящие от нее боковые улицы — к участкам стен, защищать которые должны были жители близлежащих кварталов. Стены городища опирались на пахсовый цоколь высотой в среднем 3 м (средство защиты от стенобитных орудий). Внутри стен проходила двухъярусная галерея, бойницы были прорезаны только на уровне второго яруса. Прямоугольные башни расположены очень часто — через каждые 11 м и с большим выносом — 9 м. Они стоят на той же пахсовой платформе, что и стены. Угловые башни схватывали углы с двух сторон — прием, редко встречающийся в хорезмийском крепостном строительстве. Над стенами башни не возвышались. Вход в город защищался предвратным сооружением. Весь северо-западный угол городища занимает мощная цитадель (3,24 га). Дворец на высоком стилобате (14,5 м) в северо-западном углу цитадели входил в систему обороны городища. Стены прорезаны бойницами стрельчатой формы. Они имеют небольшое входное отверстие и очень широкий раствор — 3,5 м, который для увеличения сектора обстрела выведен в устроенные в стене ниши. По фасаду на каждую куртину приходилось по четыре ниши. Каждый такой участок дополнительно обстреливался из четырех боковых бойниц двух ограничивающих предстенное пространство башен и с расположенного на перекрытии стрелковой галереи валганга (ГТК, с. 56–69). При перестройке укрепления были усилены: весь город обведен по периметру новыми стенами, охватившими, как панцирем, старые. Старые башни срублены по уровень новой стрелковой галереи и вошли в ее цоколь. Внутристенный коридор был заложен и стрелковая галерея прошла уже не по перекрытию первого этапа, а по сплошному цоколю (ГТК, с. 57).

Строительная техника. Основным строительным материалом для Хорезма, как и для других районов Средней Азии, был лессовый суглинок. Он применялся или в виде пахсы, или шел на изготовление сырцового кирпича, а также употреблялся для связующих строительных растворов, обмазок и штукатурок. Кирпич изготовлялся в формах без дна. Сырцовый кирпич — обычно квадратный, больших размеров (40–45x40-45x12–16 см). Несколько меньший размер имеют употреблявшиеся наряду с сырцовыми кирпичи из самана (40x40x10 см). Специальные трапециевидные кирпичи формовались для сооружения сводов (ККК, с. 226–227). Обожженный кирпич применялся редко, в основном на вымостки. Камень шел на изготовление баз колонн, для выкладки стен использовался только в горных районах. Дерево широко применялось для связующих опорных конструкций. Фрагменты керамики использовались для расклинки при устройстве сводов бескружальным способом и для вымостки. Для облицовки и при оформлении архитектурного декора фасадов и открытых помещений применялся алебастр как материал, более стойкий к воздействию климата, чем лёссовая глина. Алебастровые облицовочные кирпичи античного стандарта толщиной около 5 см использовались при строительстве дворца архаического периода на Калалыгыр для выкладки верхней части стен, где на них опирались плоские перекрытия, и карнизов. Там же обнаружены фигурные алебастровые кирпичи и алебастровая форма для отливки головы грифона — очевидно, части скульптурной капители, аналогичной капители персепольского дворца (Рапопорт Ю.А., Лапиров-Скобло М.С., 1963). Алебастровыми кирпичами, декоративными элементами и скульптурой были оформлены фасады и некоторые внутренние помещения топрак-калинского дворца.

Сырцовые стены возводились либо совсем без фундамента, на пахсовых блоках, либо при строительстве капитальных сооружений — на сплошном массивном цоколе (Толстов С.П., 1952, с. 88). Сырцовая архитектура подвержена разрушению водой, поэтому большое внимание уделялось гидроизоляции и сооружению дренажных систем. Для защиты от грунтовых вод служили стилобаты, возвышающиеся над уровнем дневной поверхности, часто имевшие сплошную конструкцию: выложенная из сырца клеть заполнена песком (стилобат топрак-калинского дворца), прослойка из песка и тростника между рядами сырцовой кладки стен. Дренажная система изучена на примере крепости Гяуркала (Султануиздагская). Стены крепости возведены на скальном грунте, не дающем фильтрации. Поэтому дренаж был там особенно необходим. Дренажный лоток, вымощенный каменными плитами, вел от северо-восточной стены крепости к расположенной в ее центре котловине. Справа и слева к лотку подходили керамические дренажные трубы — кубуры, сложенные из отрезков усеченно-конусной формы, входивших один в другой (Рапопорт Ю.А., Трудновская С.А., 1958, с. 356, рис. 5). Аналогичные трубы применялись в дренажной системе Топрак-калы, Токкалы в Северном Хорезме (Ягодин В.Н., 1963, с. 251–253) и других памятников. С конца архаического периода на сырцовых кирпичах встречаются метки, различные тамгообразные знаки. Назначение их пока не ясно. Возможно, они служили для учета количества кирпича, формовавшегося отдельными мастерами или бригадами строителей (Гертман А.Н., 1979, с. 70–73).