בשנים 2002-2000 נערכו ארבע עונות חפירה במחלף בן שמן לקראת סלילת כביש חוצה ישראל (הרשאות מס' A-3783 ,A-3512 ,A-3337; נ"צ — רי"ח 1941/6516, רי"י 1441/1516). החפירות, מטעם רשות העתיקות ובמימון חברת חוצה ישראל, נוהלה על ידי י' זלינגר בסיועם של מ' עין-גדי, ג' סרי, א' דובובסקה, ח' טורגה, י' ארבל, ו' שלומי, צ' קניאס וי' ביליג (מנהלי שטחים), י' רחמים, י' דנגור, ע' לביא וש' יעקב-ג'אם (מנהלה), א' האג'יאן, ו' פירסקי, ו' אסמן, ט' קורנפלד ור' גראף (מדידות ושרטוט), צ' שגיב (צילומי שטח), י' בוקנגהולץ (רפאות כלי חרס), ע' רביב (רפאות כלי אבן), א' אלטמרק (מעבדת מתכת), ק' עמית (צילום ממצא), כ' הרש (ציור), א' בלשוב (שרטוט) וג' ביכובסקי (נומיסמטיקה).
האתר נמצא בשיפולי הגבעות הנמוכות של הרי יהודה, בקו המגע עם שפלת לוד, ממזרח לכביש 1 ומצפון לכביש 443. השטח נסקר בסקר מפת לוד על ידי ר' גופנא וי' בית אריה (מפת לוד [80], אתרים 186, 206, 207) ועל ידי י' דגן ומ' היימן לקראת סלילת כביש חוצה ישראל. החפירה צמודה לחפירה שערכה אוניברסיטת בן גוריון בחלקו הצפוני של האתר (י' יקותיאלי, חדשות ארכיאולוגיות קח: 87-86) ובסביבה הקרובה נחפרו כמה קברים השייכים ליישוב על ידי: י' פורת (ר' חדשות ארכיאולוגיות נז-נח: 25), א' שמואלי וא' ינאי (ר' חדשות ארכיאולוגיות קח: 86-85) ומ' פיילשטוקר (ר' חדשות ארכיאולוגיות 115: 57-54).
נחפרו כעשרה דונם משטח האתר המשתרע עוד מזרחה (איור 1). המבנים שעל פני השטח נהרסו בשנות השבעים של המאה הכ' לקראת נטיעת עצים על ידי קק"ל ובאתר שרדו בעיקר מיתקנים תת-קרקעיים שנחצבו תחת המבנים – מקוואות, מחילות מסתור, אסמים ובורות מים.
באתר שלוש תקופות יישוב עיקריות:
א. כפר שזמנו מסוף התקופה ההלניסטית (המאה הב' לפסה"נ) ועיקרו בתקופה הרומית הקדומה עד מרד בר-כוכבא (המאה הב' לסה"נ).
ב. יישוב מהתקופות הביזנטית והאסלאמית הקדומה (המאות הו'-הט' לסה"נ).
ג. התיישבות נוודים בתקופה הממלוכית (המאות הי"ג-הי"ד לסה"נ).
כפר מן התקופה הרומית הקדומה
בחלק הדרומי של האתר שרדו שלושה קירות שמתארם ח' (140 מ"ר). ביסודות המבנה נמצא ממצא מן המאה הב' לפסה"נ, זמן ייסודו של הכפר.
מזמן גודלו המרבי של האתר (המאות הא' לפנה"ס-הא' לסה"נ) נחשפו שמונה מקוואות טהרה (איור 2), חמש מחילות מסתור בגדלים שונים (איור 3) וכן תשעה בורות מים, אסמים ומיתקנים רבים שתפקידם אינו ברור. בחלק מהמכלולים ניתן להבחין בהסבת המיתקנים והתאמתם למסתור. הממצא הקרמי והנומיסמטי במחילות המסתור ובחדרים התת-קרקעיים שלא נפגעו עשיר מאוד. בממצא הקרמי מגוון כלים שלמים (לאחר רפאות) מהמאה הב' לסה"נ (איור 4).
יישוב מן התקופות הביזנטית והאסלאמית הקדומה
שרידי היישוב מרוכזים בחלקו הצפוני של האתר, שם התגלו בית-בד מן המאה הו' לסה"נ ובריכת קשתות המתוארכת לתקופה האסלאמית הקדומה (איור 5).
בית הבד. בית הבד נחשף לגובה מרבי של 1.5מ', אולם ניתן לשחזר את מלוא גובהו. בקומה הראשונה נבנו שני טורים של בסיסי קשתות (3.8 מ' גודל המפתח) שתמכו בגג. עדות לקומה שנייה נמצאה בחלקי רצפת פסיפס לבנה שחתמה שני קנקנים ביזנטיים באתרם, על רצפת הקומה הראשונה. נתגלה מתקן הסחיטה – קורה ארוכה שקובעה בצד אחד לקיר המזרחי ולצדה השני חוברו שתי משקולות אבן (0.8 מ' קוטר, 1.2 מ' גובה). שבר של ים (חלק ממתקן הפריכה) נמצא במילוי בבריכת המים הסמוכה.
בריכת הקשתות. בריכה חצובה שמתארה מלבני (8 × 12 מ', 4.5 מ' עומק). לבריכה ארבעה שלבי שימוש, בשלב העיקרי מחלקים את חללה שני טורים בני שלושה עמודים כל אחד שכיוונם מזרח–מערב וביניהם קשתות (2.4 מ' מפתח הקשת, 3.5 מ' בין דופנות הבריכה לטורי הקשתות; איור 6).
התיישבות נוודים בתקופה הממלוכית
לאחר פער של מאות שנים בהתיישבות, הובחנה במזרח האתר התיישבות נוודים מהתקופה הממלוכית. כמה טבונים וסימני מגורים בתוך בור מים שהתמוטט מעידים על האזור שבו חיו. ממצא קרמי רב נמצא במקווה מהתקופה הרומית, שהפך להיות בור אשפה בתקופה הממלוכית (איור 7).
במאות הט"ו-הט"ז לסה"נ נבנה לתוך החלק הצפוני של בריכת הקשתות כבשן סיד גדול (5.2 מ' קוטר).
היישוב נוסד בתקופה החשמונאית והגיע לשיא התפתחותו במחצית השנייה של המאה הא' לסה"נ. המקוואות, מחילות המסתור ושברי כלי האבן הרבים מעידים כי האוכלוסייה ביישוב היתה יהודית. במרד הגדול נפגע היישוב, כנראה בגלל מיקומו האסטרטגי סמוך לדרך הראשית בין לוד לירושלים (כביש בית חורון), אך המשיך להתקיים עד מרד בר כוכבא. כלים רבים ומטבעות שנמצאו במחילות המסתור מייצגים את תקופת השימוש האחרונה בהם – שלהי המאה הב' לסה"נ. הכפר דומה ליישובים מהתקופה הרומית שנחפרו בשנים האחרונות באזור שפלת לוד. האתרים הרבים באזור מציגים תמונת יישוב כמעט מלאה של העורף החקלאי של העיר הרומית דיוספוליס (לוד) ומעידים על תפרוסת יישובים יהודיים צפופה סביב העיר.