明清时期对保护城墙、加固海墁十分重视。明穆宗隆庆二年（1568年），陕西巡抚张袆在给西安城墙外壁通砌城砖的同时，也给全城顶部砌了青砖。

民国时期的《续修陕西通志稿》卷八载：“乾隆三十三年又将城垣顶海墁砖砌，使雨水不能下渗城身里面，添设墙宇，安砌水沟，使水顺流而下。”

清乾隆四十六年（1781年），陕西巡抚毕沅主持修葺西安城墙时，对全城顶部海墁进行了整修和改造。为了便于城上交通和防止城墙顶部受雨水浸泡，先于海墁添夯0.45米厚三合土，上面再平铺2层城砖，并统一全城海墁内倾斜坡约5度，以便雨水较快地导入城墙内侧的流水槽。