Marinens nye flåtestasjon og hovedverft, opprettet på gården Horten i 1818 etter unionsinngåelsen med Sverige, fikk en ny, bymessige bebyggelse. Orlogsstasjonen var et rent militært anlegg, men fikk ikke en tradisjonell utforming som befestningsanlegg. Utbyggingen tok lang tid, og den foregikk i tidsepoke da forutsetningene for en bybefestning stadig ble endret av ny våpenteknologi og nye teorier om forsvarsmetoder: Helt fra 1820- årene og frem til 1907 utredet stadig nye kommisjoner spørsmålet om Horten i det hele tatt skulle befestes og i tilfelle på hvilken måte dette best kunne gjøres. I egenskap av flåtestasjon hadde anlegget vanligvis en betydelig forsvarskapasitet også i tungt armerte fartøyer. Den første større utbyggingen i 1850-årene var basert på glattløpede bombekanoner og måtte derfor umiddelbart ansees som foreldet. De neste tiltakene i 1870-årene omfattet stillinger for riflet forladeskyts i forsvinningsaffutasjer, en teknisk løsning som heller ikke fikk noen varig plass i forsvarsteknologien. Som helhet fremstår anlegget som uferdig og noe diffust som en følge av vekslende planlegging. Det inneholder imidlertid flere kjente motiver fra tradisjonell festningsbygging i den form som er karakteristisk for 1800-årenes befestningsarkitektur.
Norske løve: Fortet Norske Løve, oppført 1852–1859, ble påbegynt umiddelbart etter at Citadellet inne på Verftet var ferdigstilt. Bestykningen (kanoner) på de to fortene besto av glattløpete kanoner, egnet til å beskyte saktegående seilskip. Fortet hadde opprinnelig en indre kaserne i en etasje med flatt tak og tårn.
Et grunnleggende trekk er isoleringen av etablissementet fra fastlandet med en gravet kanal. Den hadde funksjon som forbindelseslinje for små fartøyer mot Oslofjorden, men var også en festningsgrav med bro og videre adkomst via glaci og «vollport» i Nedre veg. Et sammenhengende vollanlegg etter klassisk festningsmønster (enceinte) ble aldri gjennomført. Vollporten (0955) ble imidlertid forbundet med det senere Batteriet i Tivoli via en lav voll som fortsatt er synlig. Fra kanalen strekker Hortentangen seg som en lav, naturlig skjerm mot fjorden. Åsryggen dekker verftet, havnen og samfunnsområdet. Mot nord, over en cirka 250 meter lang strekning, er det bevart rester av en byvoll med banketter (0956) for oppstilling av skyts som forsterket ryggen mot sjøen.
Den tenkte «bybefestningen» hadde fra 1852 et kjerneanlegg som følgelig bar navnet Citadellet, også kalt Fortet på Kyllinghodet. Det var et bombesikkert , granittforsterket teglsteinsfort med bueformet kanonbatteri i kasematt med fjorten kanoner, takbatteri med elleve kanoner, omgitt av en rund tørrgrav og adkomst over vindebro. Citadellet ble utslettet i 1971 i forbindelse med en planlagt dokkutvidelse ved verftet som da var gått over i sivil eie.
Samtidig med Citadellet ble det oppført to strandbatterier mot indre havn. Strandbatteri nr.I som lå på den nordvestre spissen av Kyllinghodet er utslettet som følge av verftsutbyggingen. Det var en enkel flesje med standplasser for åtte kanoner. Strandbatteri nr. II eksisterer, men er så godt som innebygd av yngre hus der den murte vollen er brukt som rampe opp til inngangene. Batteriet fremstår imidlertid tydelig i ca. 120 meters lengde. I vestre ende sees fremdeles forbrisk og sideretningsbue for en av de åtte kanoner som bestykket batteriet.
På øya Vealøs ble fortet «Norske løve» oppført i tiden 1852–1856 av teglstein forsterket med granitt. Grunnplanen er et rektangel med halvsirkelformet avrunding i begge ender. Den murte «enveloppen » danner en sluttet ring av kasematter for toogtyve kanoner, omgitt av en tørrgrav med vertikal kontreeskarpe og et ytre, skrånende glaci. Innenfor ringen, isolert med en smal vollgrav, ligger fortets kaserne med samme grunnform. Den hadde opprinnelig takbatteri for syv kanoner, men fikk saltak og ble påbygd en etasje av den tyske okkupasjonsmakten i 1940–45. I den ytre vollgraven er det fem «kaponnierer», her kalt «tambourer» etter svenskpåvirket terminologi.
Til Karljohansverns forsvar mot fjorden ble det i tiden mellom 1870 og 1876 anlagt kanonbatterier i tre adskilte posisjoner fra sundet mot Vealøs til kanalutløpet. Batteriene, som alle er åpne i ryggen og dekket av jord i fronten, er dels oppført i tegl, dels i naturstein.
Det nordligste, Batteriet på Møringa, har to forsenkede, gråstensmurte kanonstandplasser, bundet sammen med en «redutt», en ca. 30 meter lang overdekket gang av tegl som inneholder kruttmagasin, dekningsrom og geværgalleri. Etter 2. verdenskrig er det støpt to runde, forsenkede standplasser for luftvernskyts i glaciet.
Det midterste, Batteriet i Tivoli, er anlagt på det høyeste partiet på Hortenshalvøya ut mot Oslofjorden. Øvre del består av en ringformet, forsenket kanonplattform, ammunisjonsrom samt oppstillingsplass for mindre skyts og infanteri. I en lavere del er det to adskilte kanonstandplasser med åpen rygg. Terrenget bak er sterkt beskåret av privat hageområde.
Lengst syd ligger Batteriet på Hortentangen. Opprinnelig var det her som på Møringa to forsenkede kanonstandplasser med ammunisjonsrom i mellom. Den ene er bevart, det andre er overdekket og ombygd til magasin. I mellomrommet er det i tillegg bygget en kommandoplass i jernbetong for et modernisert batteri med to støpte, forsenkede skytsfundamenter i det gamle anleggs glaci.
Festningsverkene på Indre Karljohansvern 1830–1899: I tillegg til disse kommer fortet Norske Løve samt batteriene på Brårudåsen og på Falkensten som ble anlagt 1901–1905.
Eldre fortifikasjoner: Takbatteriet på Citadellet (revet 1971).
Historiske kart og tegninger
Gjennomgående kanal: I et av de første forslagene til nye bygninger og anlegg på Horten, er det tegnet inn en gjennomgående kanal fra Indre Havn til Stjertebukta med magasinbygninger på hver side, en sammenhengende rekke med båtskur på nordsiden samt et lasarett, antagelig på flåter, i Møringabukten. Enkelte bygninger er allerede oppført på Verftsområdet i tillegg til de opprinnelige bygningene på Horten gård. Uthusbygningen er alt utvidet til kaserne mens en midlertidig sjauerbrakke er oppført på vestsiden. Kartet er udatert og kan vise Hortenskommisjonens instilling fra 1828. Brakke B, påbegynt i 1829 er ikke inntegnet mens en kalkovn, antagelig den som er omtalt av Vetlesen i 1829 er inntegnet på Verftsområdet (FMU arkiv/kart6).
Marinekommisjonen 1832: Nytt forslag til bygninger og befestninger ved «Horten Marine Etablissement», viser Marinekommisjonens innstilling 1832, viser en fullt utbygd garnisonsby med en større gruppe hele og halve kvartaler. På den åpne plassen i midten var det antagelig planlagt en kirke. Garnisonsbyen skulle befestes mot øst og sør mens et fort på «Kuglehodet» og på Vealøs beskyttet vestsiden med Verftet samt innseilingen mot nord. Riksantikvarens antikvariske arkiv/ Kartsamlingen Universitetsbiblioteket i Oslo.
Sivil bebyggelse: I Marinekommisjonens forslag til nye bygninger 1841 er den mest omfattende kvartalsbebyggelsen på Marinesamfunnsområdet redusert. Brakke A og B er nå oppført, likeledes Magasin A og første byggetrinn i Verkstedskvartalet mens den gjennomgående kanalen er sløyfet. Foruten den befestede vollen er det også tegnet inn en befestning på østsiden av Vealøs, Brårudåsen samt mindre batterier på Løvøya og ved Apenes. På dette tidspunktet var den første private bebyggelsen oppført i Prestegårdsområdet, antagelig av marketentere. Kartet er signert av Aubert. (FMU arkiv/kart 4).
Dislocationsplan: Dette kartet, signert Garben 1844, viser nok en gang en fullt utbygd garnisonsby med en kirke sentralt plassert i midten. På dette tidspunktet var Brakke A, B, C og D fullført. Planene for videre utbygging ble imid1lertid aldri fullført. (FMU arkiv/ Dislocat).
Redusert garnisonsby: Planen, antagelig signert F.Tønder 1846, viser en noe redusert garnisonsby med fire hele og fire halve kvartaler samt en kirke flankert av to motstående brakkestokker. På Møringa er den planlagte reperbanen inntegnet. (FMU arkiv / Skissebe).
Garnisonsbyen oppgitt: I 1850-årene forelå det fremdeles planer om en befestet voll rundt hele Marineetablissementet. Garnisonsbyen er imidlertid oppgitt og redusert til de to eksisterende kvartalene med brakkestokker (0060-0082) i tillegg til den eldre bebyggelsen på Horten. På tegningen er imidlertid kanalen inntegnet i tillegg til planlagte fort/batterier på Møringa og på Hortenstangen. Tegning signert Georg Ræder 1853 (FMU arkiv / Indrebef).
Befestet voll: Utkastet til (land)profiler, signert både av Garben 1833 og Georg Ræder 1853 viser hvordan man hadde tenkt å utføre den planlagte befestede vollen rundt Marinsamfunnsområdet som aldri ble realisert. FMU arkiv/ Profile 1.
Støttepunkter: Fortene Citadellet og Norske Løve var fortifikatorisk utdaterte allerede da de store ferdig på 1850-tallet på grunn av svak bestykning, beregnet på saktegående seilskip. På det udaterte (ca. 1855-60?) «Oversigstskart for Carljohansværns Befæstning», er det fortsatt inntegnet en murt festningsvoll rundt Marinesamfunnsområdet. I tillegg er det tilført forslag til en rekke støttepunkter, bl.a. på Bastøy, Gjeløya og på Falkensten (FMU Kart 3).
Skytesektorer: Skytset utforming og rekkevidde i forhold til mer moderne motordrevne krigsskip ble svært viktig i tidsrommet etter 1850. Et skytetesektorkart, antagelig utarbeidet rundt 1860 (usignert/datert) viser rekkevidden ut fra foreslåtte støttepunkter rundt Karljohansvern og på motsatt side av Oslofjorden (FMU Kart 13).
Nye befestninger: Kart over «en Del af Christianiafjorden mellom Carljohansværn og Jeløen», datert 1863, viser forslag til nye befestninger på Bastø, Løvøya, Hortentangen og Møringa som supplerment til befestningene på Verftsområdet (Citadellet) og på Vealøs (Norske Løve). Foran sistnevnte ser det nå ut til å være inntegnet en ytterligere forsterket jordvoll ut mot Oslofjorden. (FMU Kart1).
Aldri realisert: I takt med de ulike befestningsplanene for Horten/Karljohansvern ble det gjennom årene utarbeidet en rekke forslag til fort og batterier som aldri ble realisert. Over: Utkastet til casemattert fort på Møringa, tegnet av Theodor Broch og approbert (godkjent) av Garben 1850 har likhetstrekk med Norske Løve som også ble tegnet av Broch (FMU Fortmrin). Oppslaget under og på neste side viser noen av utkastene til fort og batterier som ble utarbeidet i 1860-årene, blant annet på Løvøya, Falkensten, Mellomøya og på sørsiden av Kanalhavnen før batteriene på Hortentangen, i Tivoli og på Møringa ble bestemt og utført. (FMU Forthort, Fortmel, Fortsten m.fl.)
Batteriene på Falkenstensåsen (bildet) og Brårudåsen ble anlagt i 1901–1905 for å forsvare landtilgangen mot Horten. Batteriet på Falkenstensåsen, etabl.nr. 070103 inngår i Landsverneplanen for Forsvarets Kulturminner og er ikke behandlet i verneplanen for Karljohansvern.