全國和全球在土木建築、水利工程建設、采礦、軍事工程以及農田基本建設等方麵，每年進行巨量土石方挖掘作業。
在開墾荒地，興修農田水利以治理沼澤地、低窪地、沙漠、鹽堿地，築梯田，挖魚塘，種樹種草、治山治坡以保水土，以及打井築路等鄉村基本建設的各種建造工程和這些工程的維修中所需要的農田基建機械設備，一部分從擴展田間作業機械的功能來解決，一部分可直接采用通用工程機械，一部分則需要研製專用的農田基建機械設備，譬如暗管排水的開溝鋪管機，農田平地機，植樹挖穴機，小型鑿石鑽孔裝置等等。在農田基建的土石方作業中，有時需要同耕作機械一樣，十分小心地將土作為農業土壤來處理，有時則需要同土建工程機械一樣，處理各種礦質的土、沼澤土、凍土、岩石以及混夾卵石的雜土等。
農田基建領域的土石挖掘基礎工藝過程（推、鏟、挖、鑽等），其土壤（岩石）-機器基礎關係，與其它土建領域基本上是相同的。本章將結合具有農田基建特點的部件進行討論。鑒於土、石、凍土等材料的力學性質在土建工程領域中已有較為詳細而深入的研究，故在本章中將隻討論岩石和凍土施工的一些特點。
6.2裝載
農用裝載一般將裝載裝置配置在拖拉機上以拖拉機驅動力插入料堆；有三種情況：前置式、後置式、側置式，前置式較多；卸料亦有前傾卸、後傾卸、側傾卸。農田基建亦常用各種大中小型專用裝載機，土建礦山則多用大、中型、特大型專用機。裝載機還可換裝相應的工作裝置，用以推土，起重，裝卸木料、鋼管、石條等作業。
6.2.1鏟掘物料方法和機組作業方法
裝載機鏟掘物料的阻力在很大程度上取決於鏟掘物料的方法。裝載機鏟掘物料一般有以下幾種方法：
（1）一次鏟掘法，即驅機向前，使鏟鬥前刃沿堆底地麵插入至鬥底長度，然後用轉鬥油缸翻轉鏟鬥使之裝滿。這種方法簡單，常用；缺點是需要較大牽引力和較大轉鬥油缸推力。
（2）分段鏟掘法，即分段插入和提升，用於鏟掘難以插入的物料。這種方法的缺點是須反複操縱離合器和液壓操縱閥。
（3）—次鏟升法，即鏟鬥插入料堆的1/3鬥底長度後提升鏟鬥。主要用於土堆。
（4）配合鏟、升、翻法。即在鏟鬥插入不大深度（約6.2-0.5鬥底長度）後，在裝載機繼續前進的同時向上提臂及翻轉鏟鬥；或隻進行翻轉鏟鬥，或隻向上提臂。這種鏟掘方法，插入鏟起和轉鬥阻力都較小，其插入阻力約為一次鏟翻法的1/2-1/3，並且由於鏟鬥上及早地附加垂直載荷，使前輪附著力增加，利於插入，適用於前輪驅動的裝載機。
裝載機常與自卸卡車組成作業組，這時使用最廣泛的作業方式有以下幾種。
（1）形作業法，工作麵前進，鏟裝後後退一個距離，並將鏟鬥舉升到卸載位置，在此過程中，卡車平行於工作麵後退到與裝載機垂直的立置，在鏟鬥卸載後，卡車前進一段距離，裝載機4進裝料，如此循環，至卡車裝滿。
（2）“V”形作業法，卡車停在與工作麵成60度角的位置，裝載機裝滿鏟鬥後，在倒車離開工作麵的過程中，調頭60度以便垂直於卡車，然後駛向卡車卸載。卸載後後退並調頭駛向料堆，如此循環。
（3）“L”形作業法，卡車垂直於工作麵，裝載機作90度調頭，其順序與“V”形法相同。
（4）“T”形作業法。
6.2.2鏟掘阻力
裝載機在鏟掘物料過程中，物料對鏟鬥的阻力包括：插入阻力、轉鬥阻力。這些阻力受物料種類，物理機械性質，堆積情況，鏟鬥結構形狀，鏟鬥插入料堆深度，提升和翻轉的時機等因素影響，設計中常按一些經驗公式計算。
一、插入阻力
料堆對鏟鬥的插入阻力由鏟鬥前切刃阻力，兩側刃阻力，鬥底和側壁內表麵與物料的摩擦阻力，鏟鬥外表麵與地麵或物料的摩擦阻力等組成；與物料種類和性質、料堆高度、鏟鬥插入料堆的深度、鏟鬥結構形狀以及操作程序等有關；準確計算各項阻力比較困難，國內外多用係數計算法。
二、鏟起阻刀
鏟鬥插入料堆一定深度後，提升動臂時，料堆對鏟鬥的反作用力即鏟起阻力通常在鏟鬥開始提升的時刻為最大，隨後逐漸減少。
6.2.3鏟鬥的形狀與參數選擇
一、裝載機的一些總體參數
裝載機的最大載重量，指在光滑而堅硬水平麵上不行走而鏟掘時的載重量，一般約為行走中鏟掘時的載重量的2-2.5倍。
裝載機的額定載重量，指在光滑而堅硬水平麵上以6.4km/h作業時在鬥重之外的載重量，一般輪式機為傾翻荷載的50%以下，履帶式為傾翻荷載的35%以下。裝載機的傾翻載荷為在光滑而堅硬水平麵上，在標準使用重量（裝滿油箱等）情況下，升舉動臂使鏟鬥處在機前最遠處的運輸位置時，後輪開始離地的載荷量。
當裝載機處於標準使用重量下、在光滑而堅硬的水平麵上，於鬥刃平行於地麵（上下偏差在2.5cm以內）時提升動臂或轉翻鏟鬥，鬥刃後麵（或最前麵鏟齒刃尖後麵）10cm處的最大垂直向上力，稱為裝載機的掘起力。當掘起力大到後輪要離地麵時，這時的掘起力，亦即最大掘起力，是為裝載機的鏟起力。
裝載機的最大卸載高度、最遠卸載距離根據運輸卡車車槽尺寸確定。動臂在最低位置、鏟鬥在最大後傾時的鏟鬥後傾角，為了鏟鬥的裝滿和免於撒落，一般取為42度-46度，而在動臂舉升過程中可進一步後傾15度。為了卸淨物料，卸載角一般約取為50度，而在任何卸載高度不小於45度。
鏟鬥的翻轉和提升由液壓連杆機構實現。這時要求當轉鬥油缸閉鎖，動臂的連杆機構應使鏟鬥平移；當動臂閉鎖，轉鬥的連杆機構應使鏟鬥卸載角>45度，在動臂下降時鏟鬥應能自動放平。為了實現鏟鬥動作的要求，正轉式連杆機構的主動杆（搖臂）與被動杆（鏟式）轉動方向相同，反轉式則相反。正轉式的最大掘起力是鏟鬥底麵略低於地麵時，適宜於挖掘地麵；鏟鬥卸載時前傾角速度大，易於抖落物料，但衝擊較大；提起鏟鬥時的掘起力比反轉式小。反轉式的最大掘起力是鏟鬥底略高於地麵後翻時發揮的，且最大鏟起力比正轉式大；適於鏟裝地麵上岩石，但不利於地麵下的挖掘；提升後後傾角變化小，適用於一次鏟掘法，不適於進行往上耙料的工作；卸載時前傾，最後階段速度變低，卸載平穩、衝擊小，但難於抖落砂土。
二、鏟鬥的形狀與參數
鏟鬥的功用為鏟掘、裝載、運輸、傾卸物料。一般由切削刃、鬥底、側壁和後鬥壁組成。鏟鬥切削刃的形狀根據所鏟裝物料的不同而異，通常分為直線型和非直線型（V型或弧形）兩種。直線型鏟刃平地性能較好，適於裝載重度不超過16kN/m3，並且堆積比較鬆散的物料，非直線型（多用V型）易插入料堆，對中性較好，但平地性能及裝滿係數較差。具有鬥齒時，插入比壓大，具有良好鏟人和掘起性能，適於伊裝堆積密實的物料及塊度較大的岩石。鬥齒易更換，可延長鏟刃壽命，窄而長及非對稱鬥齒阻力較小。弧線或折線形鏟鬥插入阻力較直線形的小，但側壁較淺，物料易從兩側撒落；適於鏟裝岩石。
鏟鬥形狀對伊裝阻力和粘性物料卸淨性有著較大的影響，主要用於滬裝土方的，鬥底圓弧半徑私可大些，鬥底短些，以改善泥土在鬥內的流動性，減少物料在鬥內的運動阻力。對於流動性能較差的岩石，則用圓弧半徑較小、矮而深的鏟鬥，以改進貫入性能，減少插入料堆阻力，改善司機視野。但過深則底太長，掘起力變小。