לצורך השלמת המידע החסר על שיטות הביסוס ומצב השימור של יסודות החומה, נערכו בדיקות ארכיאולוגיות תת-ימיות וחופיות בליווי עבודות הנדסה ושימור. במהלך חפירות הבדיקה זוהו כמה שלבים בבניית החומה ונחשפו יסודות של חומה קדומה ושרידי מבנים שמעליהם הושתתה החומה העות'מאנית. נוסף על אלה, נחשפו קטעים בחומה המושתתים על סוללה מלאכותית הבנויה מאבני שדה מעורבים בחומרי מליטה, שמעליה הונחו עמודים עתיקים בשימוש משני לחיזוק היסודות. הבדיקות נערכו בכמה שיטות ובאמצעים המתאימים לחפירות ארכיאולוגיות בקרקעית הים בעזרת משאבת מים ומחפר (Dreger). כן נערכו ארבעה חתכי בדיקה ביבשה באמצעות מחפרון (JCB). הבדיקות כללו חתכי בדיקה למרגלות חאן א-שווארדה מצד הים (חוף הסוסים) וחפירה תת-ימית במקום המפגש של חומת הים המזרחית ומגדל בורג' אל-סולטאן (איור 1:1–5).

  
חתך 1 (נ"צ 207041/758530; 3 מ' אורך; איור 1:1). החתך נחפר צמוד ובמקביל לחומה, כ-4 מ' מקו המים. בעומק 2.3 מ' מתחת לפני הים נחשף סלע האם; על גביו נבנו שלושה נדבכים בבנייה יבשה, ומעליהם חזית החומה. במהלך החפירה הוצאו אבני בנייה עתיקות, חלוקים וכמות גדולה של פסולת בת זמננו. בדופן החומה נראו חמישה נדבכים בנויים בניית גזית יבשה מאבנים בינוניות (0.3–0.4 מ' לערך). שלושת הנדבכים התחתונים בולטים מקו החומה (0.10–0.15 מ' רוחב לערך), ושני הנדבכים העליונים, שנחשפו מתחת לחול, ממשיכים את קו המתאר של החומה. בשל הקרבה לים, מפלס המים בחתך עלה במהירות וגלי הים חדרו וכיסו את החתך.
 
חתך 2 (נ"צ 207046/758377; 3 מ' אורך; איור 2:1). החתך נחפר צמוד ובמקביל לחומה. סלע האם נחשף בעומק 2.3 מ' מתחת לפני הים. הנדבך הראשון, הבנוי מאבנים מסותתות גדולות בבנייה יבשה (איור 2), הושתת על סלע האם. שלושת הנדבכים שמעליו בולטים החוצה מקו המתאר של החומה (0.10–0.15 מ' רוחב לערך); נדבכים אלה בנויים בבנייה יבשה מאבנים מסותתות במגוון גדלים. מעל נדבכים אלה ומתחת למפלס שקי המלט והחול נחשפו שני נדבכים בנויים מאבנים מסותתות. בחלקים העליונים (בגובה פני הים ומעליו) של קטע החומה נעשה טיפול שימורי באמצעות מילוי מישקים במלט. כן הונחו שני נדבכים של שקי מלט בבסיס החומה להגנה מפני גלי הים.
 
חתך 3 (נ"צ 207050/758542; 1 מ' אורך; איור 3:1). החתך נחפר צמוד ובמקביל לחומה. סלע האם נחשף בעומק 2 מ' מתחת לפני הים (איור 3). בנדבך הראשון, שהושתת על הסלע, נחשפה אבן ארוכה ומסותתת (הגדולה ביותר שנראתה עד כה ביסודות). מעל נדבך זה (כ-1.9 מ' עומק מתחת לפני הים) ועד גובה קורת הבטון (כ-0.4 מ' מעל פני הים) נחשפה בנייה לא מסודרת מאבני שדה. חגורת בטון יצוקה (כ-0.4 מ' רוחב, כ-1 מ' עובי), המורכבת מאבני חצץ גדולות, שהוצמדה לקיר החומה, מעידה על עבודות חיזוק. גם בחלקלקה שמעל קורת הבטון נעשה טיפול שימורי, והמרווחים בין האבנים מולאו במלט. במהלך החפירה הוצאו אבני בנייה, שברי אבנים, חלוקים ופסולת בת זמננו שהצטברה למרגלות החומה.
 
חתך 4 (נ"צ 207051/758545; 3 מ' אורך; איור 4:1). החתך נחפר בניצב לחומה, בקטע שבו חסרים חגורת הבטון ושקי המלט. סלע האם נחשף בעומק 2 מ' מתחת לפני הים (איור 4). מן החומה, שהושתתה על סלע האם, נחשפו ארבעה נדבכים בנויים מאבנים מסותתות קטנות ובינוניות. במהלך החפירה הוצאו אבני בנייה רבות ופסולת בת זמננו.
 
בור בדיקה תת-ימי 5 (איור 5:1). הבור נחפר סמוך לפינה הדרומית של בורג' אל-סולטאן וחומת הים. החפירה נערכה בתוך תבנית אלומיניום (2 × 2 מ'). סלע האם נחשף בעומק 2.6 מ' מתחת לפני הים. מעל לסלע נחשפה שכבת מילוי של אבני שדה במגוון סוגים וגדלים (בעיקר כורכר) ואבני בנייה מסותתות. בין האבנים נמצא מילוי של תערובת גירית (סיד), חלוקים, חרסים ועצמות בעלי חיים. בעומק של כ-1.6 מ' מתחת לפני הים נחשפה שכבה שהכילה בעיקר אבני שדה בינוניות מכורכר (0.3–0.4 מ' לערך). מעל לשכבה זו נחשפה שכבת קונגלומרט בת זמננו (כ-0.5 מ' עובי), המורכבת מפסולת בנייה וחתיכות ברזל, ומעליה, בפני השטח, נמצאה שכבת חול (0.10–0.15 מ' עובי לערך) ופסולת בנייה בת זמננו. בחתך שנחשף ביסודות החומה (איור 5) נראו שני נדבכים של עמודים מגרניט אפור–שחור (0.5–0.6 מ' קוטר), המונחים במאוזן. בנדבך התחתון נראו שלושה עמודים, ומעליהם שני עמודים (איור 6). הרווחים שנוצרו בין העמודים מולאו באבני שדה קטנות ובינוניות ובחומר מליטה. מרבית חומר המילוי בין העמודים נשטף והותיר חללים עמוקים. מתחת לעמודים נחשפה יציקה עבה (1 מ' עובי) של חומר מליטה עשוי מאבנים, חרסים ועצמות בעלי חיים. היציקה מגיעה עד לסלע האם (2.6 מ' עומק מתחת לפני הים). מצב דומה נצפה מסביב לבור הבדיקה. בצדו הצפוני-מזרחי של החתך נחשפו יסודות הפינה הדרומית של בורג' אל-סולטאן (איור 7). נראו ארבעה נדבכים בנויים מאבני כורכר מסותתות, חלקות (0.4 × 0.4 מ' לערך) וביניהן חומר מליטה. כ-0.1 מ' מפינת האבן נראו סימנים של תחמוצת ברזל, המעידים כנראה על חיבור האבנים באטבי ברזל. הנדבך הראשון הושתת על סלע האם. נראה כי יסודות בורג' אל-סולטאן רחבים ב-0.4 מ' מהמגדל. רווח של כ-0.5 מ' בין פינת נדבך היסוד וקו הקיר של המגדל הנראה מעל לפני המים, שנוצר בין בורג' אל-סולטאן לבין נדבכי העמודים, מולא בחומרי מליטה ובאבנים. רווח של כ-1 מ' מיסודות בורג' אל-סולטאן ועד תחילת נדבך העמודים הראשון מולא באבנים ובחומר מליטה. מדגימה של חומר המליטה, שהוצא מעומק 1.6 מ' מדופן החתך, נראים היטב מרכיבי המליטה: חול נחל מעורב בחצצים ובחלוקים קטנים, חרסים, עצמות בעלי חיים, גושי כורכר וכנראה סיד. נוסף על אלה, נמצא חלק של קורת עץ רוויה במים, משולבת במליטה.
 
בחתכי הבדיקה נראו חמישה נדבכים בנויים מתחת לפני החול. נדבך היסוד הושתת על סלע האם שנחשף בעומק של כ-2 מ' מתחת לפני הים (כ-2.3 מ' מתחת לפני החול למרגלות החומה). בחתכים 1 ו-2 נראה נדבך היסוד הבנוי מאבנים מסותתות גדולות. זוהו לפחות שני סגנונות בנייה הנבדלים בגודל האבנים ובמידת ההקפדה על נדבכים מפולסים ואחידים. השרידים הקדומים בנויים מאבני גזית גדולות בבנייה יבשה והם כנראה מן התקופה הצלבנית. הבנייה באבני גזית קטנות, שהונחו בנדבכים מפולסים ואחידים, דומה לבנייה בנדבכים העליונים של החומה מזמנו של דאהר אל-עמר (1750–1751) שתוקנה ושופרה על ידי ג'זאר פחה (1775–1804). ייתכן שההבדלים בסגנון ובטכניקת הבנייה מעידים כי חאןא-שווארדה, שנבנה במאה הי"ח לסה"נ, הושתת בחלקו על שרידי בנייה צלבנית. ייתכן שהחומה נמשכה עד לבורג' אל-סולטאן — המגדל המרובע — כפי שתואר בציור פנורמי של עכו מהים משנת 1686.
הממצאים מחתכי הבדיקה מצביעים על כך שהחומה בחוף הסוסים נבנתה כנראה בשני שלבים; השלב הקדום הוא כנראה חלק מהביצורים הצלבניים. ממצאי חפירת הבדיקה מעידים כי בורג' אל-סולטאן נבנה בתקופה הצלבנית והושתת על סלע האם (כורכר) בעומק של כ-2.2 מ' מתחת לפני הים. גם בחתכי הבדיקה נתגלה סלע האם בעומק זה. נראה כי בתקופה הממלוכית נחרבו המבנים הסמוכים לבורג' ברובע הוונציאני. בתקופה העות'מאנית הורם מפלס פני השטח ונבנה חאן א-שווארדה. בעקבות הרמת המפלס ושיקום הבורג' והתאמתו לירי תותחים, נפתח פתח כניסה חדש התואם את מפלס החיים החדש. מעל פתח הכניסה למגדל ישנה כתובת שזוהתה כממלוכית; בעקבות זיהוי זה, הונח בטעות כי הבורג' נבנה בתקופה זו. על פי כיוון חרכי הירי (המותאמים לקשתים), ייתכן שבורג' אל-סולטאן שמר על פתח למעגן פנימי שחדר לתוך הרובע הוונציאני; המעגן מופיע במפות היסטוריות.