Возведение крепости на ряжевых основаниях было традиционным, наиболее быстрым и надежным методом строительства фортификационного сооружения.
В 1960 году во время земляных работ в юго-восточной части крепости на глубине около полутора метров были обнаружены остатки звеньев ряжевых срубов.
Каменная крепость
Земляная крепость, возведенная поспешно в боевых условиях, не могла быть постоянным и надежным оборонительным укреплением. Поэтому в 1706 году, когда на Балтике уже был русский военный флот, созданный на Адмиралтейской верфи, а границы русского государства отодвинуты за Нарву, можно было, не опасаясь неожиданных нападений со стороны шведов, приняться за строительство каменной крепости.
30 мая 1706 года в день рождения Петра I произошла церемония закладки Петербургской каменной крепости. В торжественной обстановке Петр I заложил мраморный куб со своим именем и датой закладки в основание бастиона Меншикова. В память об этом событии была выбита медаль.
Строительство вновь развернулось широко. Камень, кирпич, глину, известь и песок подвозили из окрестных мест на специальных судах. В 1709 году в распоряжении коменданта крепости Р. В. Брюса было 205 таких судов различной величины, их обслуживало более 7600 грузчиков. По-прежнему трудилось множество солдат и «работных людей» различных специальностей. На этом строительстве использовали каторжников и ежедневно до 6000 человек «работных людей городского строения». Эта масса строителей разравнивала земляные валы, копала котлованы, забивала сваи, выкладывала фундамент из камня, поднимала кирпичные стены и выполняла множество иных строительных работ. Своды казематов возводились из тесаного камня и сверху выстилались несколькими слоями кирпича. Сводами был перекрыт канал у пересечения со стенами крепости.
Петр I внимательно следил за ходом строительства, вникая во все детали. 10 декабря 1706 года, уезжая в Нарву, он сставил записку с распоряжением, что делать в крепости в его отсутствие, и, между прочим, потребовал: «…по сошествии льда тотчас кронверк делать с прилежным поспешанием, чтоб будущего лета… совсем отделать» 1. [1 «Деяния Петра Великого…», ч. II. М., издание Н. Новикова, 1788, стр. 395.]
И действительно, с весны 1707 года началось возведение земляного кронверка - дополнительного укрепления на северном берегу протока, разделяющего Заячий и Березовый острова.
К августу 1708 года валы кронверка одели дерном, окружили рвами с водой и оснастили 78 орудиями. В блиндажах кронверка расположили 86 помещений для гарнизона.
К кронверку были обращены Никольские и Кронверкские ворота в одноименных куртинах северной крепостной стены.
13 мая 1708 года в присутствии Петра I состоялась церемония закладки в камне Трубецкого бастиона.
Строитель крепости Доменико Трезини регулярно информировал Петра I о ходе возведения крепости и тогда, когда царя не было в Петербурге. Так, 14 июня 1709 года, вскоре после Полтавской победы, Трезини писал Петру: «О своей работе доношу и вашим великим счастием ныне твердый камень во основание и крепость Питербурха положен, а я со всяким радением рад трудитися против чертежа Вашего, токмо даждь боже, дабы вашему величеству труды мои угодны были, только нынешнего лета у того дела малолюдство, а в прошедшие месяцы май и апрель только одни были каменьшики и то самое малое число, а что сделано нынешняго лета писано ниже сего». Далее Трезини докладывает, что в куртине между бастионами Меншикова и Головкина он достраивает казармы и заканчивает свод: «Куртина над каналом, три казармы; ныне в них кладем… Одна фаза ныне сделана по вашему чертежу от казематов, а другая фаза, что к реке, сделана и с казармою» 1. [1 М. Корольков. «Архитекты Трезины». Журн. «Старые годы», 1911, апрель, стр. 21, 22.]
Строитель и дальше со скрупулезной точностью сообщает Петру о выполненных работах.
Перестройка Петропавловской крепости в камне продолжалась вплоть до 30-х годов XVIII века. Так, «больверк Петра Первого, - пишет А. И. Богданов, - зачат строить каменным зданием в 1717 году» 1. [1 Г. Богданов. Историческое, географическое и топографическое описание Санктпетербурга от начала заведения его, с 1703 по 1751 год. СПб., издание Василия Рубана, 1779, стр. 37.]
После смерти Петра I строительство крепости не Приостанавливалось. 15 июня 1725 года был заложен в камне бастион Нарышкина, с этого дня переименованный в Екатерининский. В 1731 году на этом бастионе соорудили, очевидно по проекту Д. Трезини, павильон с флагштоком. На нем с 19 января 1739 года начали поднимать государственный флаг.