חניון גבעתי משתרע בקצה הצפוני-מערבי של שלוחת עיר דוד, במורדות המערביים המשתפלים לעבר גיא הטירופיאון. בחפירות שנערכו באתר בשנים 2003–2016 נחשף רצף סטרטיגרפי למן תקופת הברזל 2א' ועד לתקופה האסלאמית הקדומה וכן מן התקופה הממלוכית (שוקרון ורייך 2005; בן עמי וצ'חנובץ 2008; בן עמי וצ'חנובץ 2010; בן עמי וצ'חנובץ 2013; צ'חנובץ, בן-עמי ודן-גור 2018; בן עמי, צ'חנובץ ודן-גור 2021Ben Ami 2013).
מטרתה העיקרית של החפירה הנוכחית היא לפתוח אשנב נרחב לשרידים מהתקופות הקדומות בעיר: תקופת הברזל, התקופה הפרסית וראשית התקופה ההלניסטית. בנוסף, בחפירה הונמכו מחיצות האדמה האנכיות שנותרו סביב שטח החפירה, על מנת ליצור חתך מדורג שיאפשר פיתוח עתידי, שימור מיטבי של השרידים ומתן ייצוג הולם לכל שכבות האתר. החפירה בעונה הנוכחית התנהלה בשבעה שטחים (10, 30, 40, 50, 55, 60, 70; איור 2), מהם יתוארו להלן חמישה.
 
שטח 10 (תקופות הברזל 2, הפרסית וההלניסטית)
שטח זה היה השטח המרכזי שנחפר לאורך כל החפירה. הוא משתרע מתחת לחצר וילה מהתקופה הרומית המאוחרת ולמקווה מהתקופה הרומית הקדומה שנחשפו בעבר (בן עמי וצ'חנובץ 2010). התגלו שרידי בנייה משלושה שלבים עיקריים: מבנה ציבור מסוף תקופת הברזל, שחרב בחורבן הבית הראשון בשנת 586 לפסה"נ, שרידי בנייה והתיישבות מן התקופה הפרסית ומבנה ציבור גדול מן התקופה ההלניסטית הקדומה (סוף המאה הג' – תחילת המאה הב' לפסה"נ). בימי החשמונאים כוסה מבנה הציבור בשכבות מילוי של אדמה וחרסים, שהיו כנראה חלק ממערך ביצור שנחשף בקרבת מקום.
במהלך החפירה נערך שימור מלווה חפירה לקירות המבנים בשטח 10 שנשקפה סכנה ליציבותם. הקירות נבנו בבנייה יבשה ללא חומר מליטה, ולאחר שנחשפו לגשמים נפתחו המישקים בין האבנים. במהלך השימור מולאו המישקים והחללים בקירות בחומר שימור המכיל חול, עפר מהחפירה וסיד הידראולי, ללא הוספה או הסרה של קליני אבן.
 
סוף תקופת הברזל 2. מהשלב הקדום ביותר נחשף בניין אבן גדול (בניין 100; כ-12 × 17 מ'; שלב IX/10). קירותיו החיצוניים ומזוזות הפתחים נבנו מאבני גזית, ואילו קירותיו הפנימיים נבנו מאבני שדה. חלקיו המזרחיים של הבניין הושתתו ישירות על סלע האם, שיושר כנראה לקראת הבנייה. הסלע משתפל מערבה, וייתכן שעם העמקת החפירה בצדו המערבי של הבניין ייחשפו תחת רצפותיו גם שרידי בנייה קדומים יותר. תכנית הבניין כוללת שורה של שלושה חדרים רבועים גדולים. מצפון לחדרים נחשפו שרידי קירות נוספים, אך אי אפשר לשחזר את תכניתם המלאה, משום שהם ניזוקו בתקופות מאוחרות (ר' להלן). חדרי הבניין נתגלו מלאים במפולות אבנים ואדמה (כ-2.5 מ' גובה), ובהן מסגרת חלון, כיור אבן גדול, שברי רצפת טיח עבה וממורקת היטב וכן קטעים גדולים של קורות עץ מפוחמות (איור 3) — עדות להרס הבניין בשרפה. על רצפות החדרים נמצאו כלי חרס מרוסקים באתרם, המתארכים את החורבן לסוף תקופת הברזל 2ג', כנראה החורבן הבבלי בשנת 586 לפסה"נ. בחדר המערבי (חדר א') נחשפו שתי אמנות אבן גדולות שנשאו את תקרת החדר (איור 4). גודלו של הבניין, הבנייה באבני גזית גדולות וגילוי שברים של פריטים אדריכליים ייחודיים במפולות הבניין, מלמדים כי אלו שרידים של מבנה ציבור. ייתכן ששבר כותרת פרוטו-איאולית, שנמצא בקרבת מקום בעבר (Ben-Ami and Tchekhanovets 2015), מקורו בבניין זה. הממצא הקטן הרב שנחשף במהלך חפירת הבניין כולל כ-70 שברי בולות וחותמות, ואף הוא מחזק את הסברה שזהו מבנה ציבור, ששימש כנראה למנהל (Mendel-Geberovich et al. 2019).
 
התקופה הפרסית. מפולות החורבן הוציאו את שלושת חדרי בניין 100 משימוש, אך הבניין לא ניטש לחלוטין, וחלקו הצפוני-מערבי המשיך לשמש גם בתקופה הפרסית (שלב VIII/10). באזור זה נחשפו כמה בורות גדולים, שנחפרו אל תוך ההריסות, וכן כמה קירות דקים של אבני שדה, שנבנו בפינות החדרים. הממצאים כוללים שברי כלי חרס המתוארכים לתקופה הפרסית, ובהם שבר פך בס מעוטר בפרצוף (6.5 ס"מ רוחב; איור 5), כמותו נמצאו עד היום בארץ רק באתרי מישור החוף והשפלה.
 
התקופה ההלניסטית הקדומה. הישר מעל שכבת המפולת של בניין 100 נבנה בניין אבן גדול (בניין 110; Shalev et al. 2021) מאבני גזית ואבני שדה, שהשתרע גם הוא על פני מרבית שטח 10 (שלב VII/10). גודלו של בניין 110 ושיטת הבנייה של קירותיו מרמזים כי זהו בית אמידים. בכמה מקומות אפשר לראות שחלקה העליון של המפולת מבניין 100 יושר לשם הנחת אבני הקירות של בניין 110, ובמקומות אחרים נראה שקירות הבניין נבנו ישירות על הקירות הקדומים והשתמשו בהם כיסודות (איור 6). נחשפו שני שלבים אדריכליים בבניין: בשלב הקדום נבנו בחלק המערבי שני חדרים מרובעים, ובשלב המאוחר הוסר חלקו המערבי של אחד הקירות, והשטח הוסב למרחב מלבני גדול. רצפת טיח צהבהבה עבה (1051L) הונחה לרוחב מרחב זה, וכיסתה את התעלה שנוצרה בעקבות הסרת הקיר (איור 7). בקיר החזית של הבניין שולב סף אבן רחב. קיר זה נחשף בחלקו כבר בעבר, אז הוצע לתארכו לתקופת הברזל על סמך הממצא הקרמי מהמילויים הסמוכים לו (בן עמי וצ'חנובץ 2013). בחפירה הנוכחית נחשף הקיר במלואו, והתברר כי יש לתארכו לתקופה ההלניסטית.
במילויי אדמה הניגשים אל הקירות ובאלו החתומים מתחת לרצפת הטיח הצהבהבה בתוך הבניין התגלה מכלול של כעשרים בולות. מחציתן נושאות מוטיבים יווניים, ובהם דמויות אנושיות, בעלי חיים ואלמנטים צמחיים. בין אלו בולטות בולה המציגה דמות מתעמל ואחת הנושאת את דמותה של האלה אתנה בלבוש הקרב (Athena promachos; איור 8). כמו כן נתגלו בבניין שני תכשיטי זהב עדינים בסגנון יווני: חרוז ועגיל מעוצב בדמות חיה מקרינה, המתוארכים למאה הג' לפסה"נ (איור 9; שלו, פולוקוף וגדות תשע"ח). ממצאים אלו מחזקים את הסברה כי הבניין השתייך לאליטה הירושלמית ולא היה בית מגורים פשוט. לא ברור עדיין מתי הוקם הבניין, אך שברי כלי חרס המתוארכים לסוף המאה הג' או ראשית המאה הב', כמו גם מטבעות של אנטיוכוס הג' (198–187 לפסה"נ), שנמצאו מתחת לרצפת הטיח, מספקים terminus post quem לשלב השיפוץ המאוחר.
 
התקופה ההלניסטית המאוחרת. לאחר שבניין 110 יצא משימוש הוא כוסה בשכבה עבה של מילויים מכוונים (שלב Vb/10) של אדמה, חרסים, אבנים קטנות וחצץ, שהשתפלו מצפון-מערב לדרום-מזרח. מילויים אלה, המכילים כמות רבה של כלי חרס מימי החשמונאים, דומים לשכבות המילוי שנחשפו בחפירות קודמות במזרח השטח וזוהו כחלק מהחלקלקה של מצודת החקרא (בן עמי וצ'חנובץ תשע"ה), אך המילויים שהתגלו בחפירה הנוכחית נשפכו בכיוון שונה משכבות המילוי של החלקלקה. 
מעל שכבות המילויים נחשפה שכבת אפר עבה (שלב Va/10; איור 10), ובה ריכוזים של שברי טבונים ושברי קנקנים מימי החשמונאים שאינם מתחברים לכלים שלמים. אלה כנראה שרידיהם של מתקנים שרוכזו בשטח קטן, והם עדות לאזור תעשייה או בישול. נראה כי חלק מהמתקנים נחפרו לתוך המילויים המכוונים, לעתים עד עומק ראשי הקירות של הבניין מהתקופה ההלניסטית הקדומה.
מעל שכבת האפר והטבונים נחשף קיר אבן רחב (כ-1.5 מ' גובה השתמרות; שלב IV/10). הקיר נבנה מאבני שדה במגוון גדלים וללא הקפדה על נדבכים ישרים ותוארך לימי החשמונאים על סמך הממצא הקרמי והמטבעות שהתגלו בתוכו. הקיר עובר מתחת לקיר המקווה מן התקופה הרומית הקדומה, וממשיך צפונה מתחת ליסודות הקיר הצפוני של החצר הפריסטילית של הווילה מן התקופה הרומית המאוחרת (בן עמי וצ'חנובץ 2010). הבנייה של הקיר מלמדת כנראה כי זהו קיר טרסה או קיר תמך ולא חלק ממבנה. את הקיר כיסתה שכבת אדמה חומה, ובה שברי כלי חרס מן התקופה הרומית הקדומה, ומעליה נבנה קיר מבולדרים גדולים, שהונחו בקשת מכיוון צפון-מערב לכיוון דרום (שלב III/10). קיר זה נחתך בצִדו הדרומי על ידי המקווה מן התקופה הרומית הקדומה (שלב II/10). 
 
שטח 40 (התקופות ההלניסטית והרומית הקדומה)
שטח זה נפתח בתוך החדרים הצפוניים של הווילה מן התקופה הרומית המאוחרת שנחשפה בעבר (בן עמי וצ'חנובץ 2010). נחשפו שני קירות אבן גדולים (4041W, 4094W), התוחמים שני חדרים (שלב IV/40; איור 11). בחדר המזרחי נחשפה רצפת טיח צהבהבה עבה (4132L), ועליה נמצאו כלי חרס מהתקופה ההלניסטית. הרצפה דומה לרצפה שנחפרה בבניין 110 מהתקופה ההלניסטית הקדומה (לעיל), וגובהן כמעט זהה. עובדה זו, לצד כיוון הקירות וכלי החרס מהתקופה ההלניסטית שנמצאו מעל הרצפה, מלמדים כי זהו כנראה אגף נוסף, צפוני, של אותו הבניין. בחדר המערבי נחשפו שרידי בנייה (4155W) ששימושם אינו ברור, ייתכן ספסל, ריצוף או קיר, אשר ניגש לקיר 4041 ממערב.
מעל שרידים אלו ומתחת למפלסי רצפות הווילה התגלו קיר אבן ומילויים שתוארכו לתקופה הרומית הקדומה (שלב II/40).
 
שטח 50 (התקופה ההלניסטית)
השטח נפתח מדרום לווילה מהתקופה הרומית המאוחרת (שלב I/50) וממערב למגדל שהוצע לזהותו כחלק מביצורי מצודת החקרא הסלווקית (בן עמי וצ'חנובץ תשע"ה), והחפירה בו התמקדה בחשיפת שרידים הקדומים לבניית המגדל. נחשפו שני שלבי בנייה, המתוארכים לתקופה ההלניסטית.
לשלב הקדום (שלב III/50) יוחסו קירות ומתקנים, שבהם הובחנו שני שלבי משנה אדריכליים לפחות. לראשית הבנייה (שלב IIIb/50) יוחס קיר רחב (5075W; איור 12), שנבנה על סלע האם בכיוון צפון-מזרח–דרום-מערב משילוב של אבני שדה עם פן מאבני גזית בצדו המערבי. חלקו הדרומי של הקיר נחשף בעבר (696W; 3.4 מ' גובה; Ben Ami 2013: Pl.2.7, section 2–2). ממזרח לקיר, בעומק כ-1 מ' מתחת לראשו, נחשף מילוי אדמה ובו שברי כלי חרס מהמאות הד' והג' לפסה"נ. מעל מילוי זה, בין קיר 5075 לבין מדרגת סלע חצובה ממזרחו, נבנה בשלב מאוחר יותר קיר אבן גדול (5007W; שלב IIIa/50), שכיוונו מזרח–מערב. שני הקירות תוחמים מעין מרחב משולש צר. במרחב זה נחשפה רצפה, שלתוכה שוקע מתקן עגול שנבנה מאבנים ושימש תנור או כבשן גדול (5070L); לצדו נחשף מכתש בזלת גדול (סל 50616). ממזרח לקיר 5007 נחשפו שני חדרים רבועים ובהם מפלסי רצפות וטבונים. שברי כלי החרס שנמצאו על הרצפות וביניהן מתוארכים למאות הג'–הב' לפסה"נ, בעוד שהחרסים שנמצאו מתחת לרצפה התחתונה ביותר מתוארכים למאות הד'–הג' לפסה"נ. שרידים אלו מצטרפים לקירות שנחשפו בעבר ממערב למגדל החקרא ומתחתיו, השייכים למבנים מן התקופה ההלניסטית הקדומה (המאות הג'–הב' לפסה"נ), לבניין 110 ולקירות שחשפה קניון בחתך מעט מצפון לקירות מהחפירה, והם מעידים על קיומה של שכונה גדולה מתקופה זו.
לשלב המאוחר (שלב II/50) יוחסו מגדל החקרא וכמה מילויי אדמה נטויים שנמצאו במזרח השטח. מילויים אלו הם חלק ממערך של מילויי אדמה נטויים, שניגשו במקור למגדל וזוהו כחלקלקה של החקרא (בן עמי וצ'חנובץ תשע"ה).
 
שטח 60 (התקופות ההלניסטית המאוחרת, הרומית, הביזנטית והעבאסית)
שטח זה נפתח בקצה הדרומי-מזרחי של החניון במטרה להנמיך את מחיצות האדמה האנכיות הגבוהות שנותרו מחפירות העבר. נחשפו שרידים המתוארכים לתקופות ההלניסטית המאוחרת, הרומית, הביזנטית והעבאסית. בהתאם לתכנית הפרסום של החפירה הנוכחית, פרסומו הסופי של שטח זה יתבצע בעוד זמן רב, ועל כן הוא מובא כאן בפירוט רב יותר מהשטחים האחרים.
 
התקופה ההלניסטית המאוחרת. בתוך שקע טבעי בסלע האם נבנה קיר קצר (6135W) מאבני גזית (שלב VI/60; איור 13), שנועד לחסום את השקע. הפן המערבי של הקיר בנוי היטב, ואילו המזרחי נשען על הסלע. אבני הקיר סותתו בקפידה עם בליטה במרכזן ועוצבו כך שיתאימו באופן מושלם לזוויות המשתנות של הסלע. לא התאפשר לתארך את הקיר, שכן זהו קטע בנייה קצר, שראשו שרד עד גובה הסלע, ומילויי האדמה הניגשים אליו מבחוץ הופרעו בבנייה מאוחרת. עם זאת, הבנייה וסיתות השוליים דומים לקטעים של 'החומה הראשונה' שנחשפו במקומות שונים בעיר (זלינגר 2010; וקסלר-בדולח וזנטון 2014), ועל כן נראה כי זהו קיר (חומה?) מימי החשמונאים.
 
התקופה הרומית הקדומה. ממזרח לקיר 6135 נחשף בור מים גדול חצוב בסלע, שכלל שתי בריכות מטויחות מרובעות, שהופרדו בקיר בנוי (שלב V/60). את הבריכה הדרומית כיסו מפלסי רצפות טיח עבות, שהונחו האחת מעל השנייה. שברי כלי החרס שנמצאו במילויי אדמה בין הרצפות, כמו גם במילוי הבריכה עד תחתיתה, מתוארכים כולם לתקופה הרומית הקדומה (המאה הא' לסה"נ). הבריכה הצפונית נחשפה באופן חלקי, והיא נחסמה על ידי קיר מן התקופה הביזנטית שחצה אותה. הרצפה העליונה נחתכה במרכזה על ידי בור מן תקופה העבאסית (שלב II/60).
 
התקופות הרומית המאוחרת והביזנטית הקדומה. מן התקופה הרומית המאוחרת (שלב IV/60) נחשף רק קטע קצר של קיר שנבנה בכיוון מזרח–מערב מאבני שדה קטנות. הקיר ניגש אל מצוק סלע האם סמוך למקום בו נחשף קיר 6135. הוא שימש קיר יסוד של אחד מקירות הווילה מן התקופה הרומית המאוחרת שנחשפה בעבר. נראה שחלקו העליון נשדד והוסר בתקופה הביזנטית, שכן מילויים מתקופה זו מכסים את הקטע שנשתמר.
במזרח שטח החפירה, מעל רצפת הטיח העליונה מן התקופה הרומית הקדומה, נחשף קצהו הדרומי של קיר אבני גזית רחב (6038W), ובו פתח הכולל סף מסותת ובו שקע פותה בקצה הדרומי ושקע בריח במרכז (איור 14). חלקו הצפוני של קיר זה, ובו סף נוסף, נחשף בעבר; זהו קיר החזית של מבנה מן התקופה הביזנטית (שלב III/60). ממערב לקיר 6038, סמוך לפתח, נחשף קטע קטן של ריצוף אבן, ולידו רצפת פסיפס לבנה. כלי החרס ממכלולים אלה, כולל נר תמים, מתוארכים כולם לתקופה הביזנטית.
 
התקופה העבאסית. כמו במרבית שטחי החפירה בחניון גבעתי, גם בשטח זה לא נמצאו שרידים מן התקופה האומיית, ואת השרידים מהתקופה הביזנטית כיסו רצפות וקירות מהתקופה העבאסית. זוהו שני שלבים: לשלב הקדום יוחסו בעיקר בורות אשפה ולשלב המאוחר יוחס מבנה ובו רצפות ומתקנים. שלבים אלו מקבילים כנראה לשני השלבים מן התקופה העבאסית שזוהו בעבר בכל שטח החפירה (שלבים III/60; צ'חנובץ, בן עמי ודן-גור 2018).
בשלב הקדום נחשפו שלושה בורות אשפה גדולים. בבור המזרחי ביותר נחפר מילוי אדמה כהה, לחה ותחוחה, ובה שברי כלי חרס, עצמות דגים, קליפות ביצים וזרעים. בבדיקות ראשוניות לא נמצאו שרידי טפילים, כך שנראה שהבור לא שימש בור ספיגה אלא בור אשפה. שני הבורות האחרים הכילו בעיקר שברי כלי חרס ועצמות בעלי חיים. בורות רבים מטיפוס זה נמצאו בעבר בכל רחבי האתר; הם יוחסו לשכבה III והוצע כי הם מלמדים שבמקום שכן שוק נרחב בשטח פתוח (צ'חנובץ, בן עמי ודן-גור 2018).
בשלב המאוחר נחשף חלקו הדרומי של מבנה קטן, ובו רצפות טיח עבות ומתקנים; חלקו הצפוני נחשף בעבר. נראה שהמבנה היה קשור לתעשייה זעירה. מבנים נוספים כמותו נחשפו בחפירות הקודמות ויוחסו לשכבה II (צ'חנובץ, בן עמי ודן-גור 2018). מהמבנה השתמרו קיר שנבנה מאבני שדה, ומשני צדיו רצפות טיח עבות. ברצפה שממזרח לקיר התגלו שני מתקנים קטנים (איור 15): שקעים דמויי חור מנעול בטיח הרצפה; שימושם אינו ברור. מחציתו של מתקן דומה נוסף התגלתה ברצפה ממערב לקיר, מלאה באפר ובפחמים, אולי שרידי טבון. מעל לרצפה עם המתקנים הונחה רצפת טיח נוספת. לא נמצאו בה מתקנים, אך בקצה המזרחי שלה נחשף חלקו התחתון של טבון קטן שקוע ברצפה. בתחתית הטבון התגלו נר חרס תמים (14 ס"מ אורך; איור 16) וסמוך אליו קמע חרס קטן הנושא כתובת בערבית (6014L, סל 60184; 1 ס"מ רוחב; איור 17), שהיה משובץ כנראה בטבעת או בתליון. בקמע כתוב "כרים יבטח באללה רבו (רב) העולמות אללה", והוא מתוארך למאות הט'–הי' לסה"נ (נ' עמיתי-פרייס, מידע בעל פה).
בשלב מאוחר יותר הונחה מעל הקיר והרצפות משני צדיו רצפה נוספת, וזו הסבה את השטח למרחב ארוך אחד. מעל רצפה זו נחשפה מפולת אבני שדה, כנראה חלק מחורבן המבנה. את המפולת כיסה מילוי אדמה עבה, שנחתך בקצה המערבי בתעלה רחבה, ובה כמות גדולה של חרסים וממצאים מן המאה הכ'. על פי מיקומה, נראה כי תעלה זו היא הקצה הדרומי של חתך M של קניון.
 
שטח 70 (תקופות הברזל 2ב', ההלניסטית והרומית המאוחרת)
החפירה בשטח זה החלה בהסרת חלקו הדרומי של אחד מקירות הווילה מהתקופה הרומית המאוחרת (שלב IV/70) וכן בהסרת שני בורות מים מן התקופה הרומית הקדומה (שלב V/70). מטרת החפירה הייתה לחשוף ולהדגיש את קיר החומה (7009W) והמגדל (7110W) שממזרח לו, שנחשפו בעבר ויוחסו לביצורי החקרא (שלב VI/70; בן עמי וצ'חנובץ תשע"ה). לאחר הסרת השרידים המאוחרים התברר כי המגדל אינו ניגש לחומה, אלא נחתך על ידה (איור 18; שלו ואחרים תש"ף). החפירה בשטח זה נעצרה מטעמי בטיחות, והממצאים ייבדקו לעומק עם התקדמות החפירה, לאחר שיוסרו מחיצות העפר הגבוהות המקיפות את השטח.