承插型盘扣式钢管脚手架安全性提升的优先级研究

贺奇峰，曾晖，陈志成，姚帆

（1.五邑大学 土木建筑学院，广东 江门 529020；2.春涛国际建筑工程有限公司，广东 广州 510000）

脚手架是建设施工中必要的分部分项工程，按材料不同可分为竹、木和金属脚手架等，按构造形式不同可分为悬挂式、门式、扣件式和承插式脚手架等[1]，其中承插型盘扣式钢管脚手架具有整体稳定性好、承载力大、标准构件易管理和装拆灵活等优点，已成为路桥、铁路和商业建筑等工程当前常用脚手架形式之一[2-3].但承插型盘扣式钢管脚手架在使用过程中，时有安全事故发生，故以有效的方法和技术来保障承插型盘扣式钢管脚手架的安全使用显得十分必要.关于承插型盘扣式钢管脚手架安全相关的研究已经取得了一定成果.在国内，一方面是先后颁布了 GJ231—2010、GB51210—2016等一系列相关规范标准[4-5]，以保障承插型盘扣式钢管脚手架在设计、施工和验收中能更好地做到安全适用；另一方面是学术成果，王旭峰等[6]利用模糊数学理论确定了脚手架整体安全状态的定量表达式，并计算出脚手架实际所处的安全状态.郑屹峰[7]针对2006—2010年间的脚手架安全事故案例，分别采用事故树分析理论和灰色关联分析理论对其进行定性和定量分析，确定事故关键性原因.黄宏伟等[8]将风险评价指数矩阵法应用在白鹤滩水电站左岸引水系统混凝土脚手架工程的搭拆安全性预评价中，预测事故发生的可能性及破坏程度.国外的研究侧重于研究事故案例分析、安全性评测和结构安全性建模分析等方面，Hadipriono等[9]运用统计的方法对85个脚手架坍塌事故展开分析，以确定导致事故发生的直接或间接因素；Khudeira[10]系统分析了高层脚手架设计、施工和验收等方面的问题，归纳总结了关键性安全因子；Zhang等[11]对钢脚手架的结构性能及安全性用有限元仿真模型进行分析，以期发现脚手架在工程实践中安全性的关键防范点.

通过梳理文献发现，大多数的研究集中在分析已发事故案例、安全状态评定、风险预测和结构安全分析等方面，鲜有研究能够确定承插型盘扣式钢管脚手架安全性提升的优先级（其中优先级是指承插型盘扣式钢管脚手架的多个安全性影响因素获得资源分配优先权的顺序）.确定承插型盘扣式钢管脚手架安全性提升的优先级有助于集中施工项目的优势资源，采取针对性措施提升承插型盘扣式钢管脚手架工程的安全性，保障建设施工活动的安全实施，实现建设施工精细化管理，避免决策失误和资源浪费.为此，本文以一般的 IPA方法为基础，采用环比评分方法、三角模糊数评分方法和博弈组合方法改进其重要性和表现性测度方法；然后识别承插型盘扣式钢管脚手架的安全性影响因素，以此作为IPA方法的分析要素；最后依据改进后的IPA方法对某承插型扣件式钢管脚手架工程案例进行安全性分析，将影响因素分成4个象限，并对每个象限的影响因素进行分析，以确定该工程实例安全性提升的优先级.

1 IPA方法及其适用性改进

IPA（Importance-Performance Analysis，重要性-现状表现性分析）方法被广泛应用于满意度和服务质量的研究中，是一种能够简单有效测量项目改进优先级、提高资源利用率的工具[12-14].其思路是通过对比要素重要性程度和现状表现性之间的差异，将要素划分成不同的象限区域，以此识别优势和劣势要素[13].一般IPA方法的操作过程：在识别分析对象评分要素的基础上，通过李克特量表让受访者对各要素直接打分，获得单个要素重要性和现状表现性得分的平均值，再以要素的重要性、现状表现性分别作为纵轴和横轴，以所有要素重要性和现状表现性调查得分的均值作为IPA象限的分割线，将平面划分为 4个象限.其中，第Ⅰ象限为高重要性和高现状表现性的要素，建议继续保持；第Ⅱ象限为高重要性和低现状表现性的要素，建议优先改进；第Ⅲ象限为低重要性和低现状表现性的要素，建议次优先改进；第Ⅳ象限为低重要性和高表现性的要素，建议维持现状，同时还要监控资源的投入量，避免供给过剩[14].

承插型盘扣式钢管脚手架工程是建设施工中的重大危险源之一，导致其发生安全事故的影响因素不是单一的，而是多个现状表现性较差的影响因素共同作用的，其中原材料质量、安全防护设施和完工验收等关键影响因素出现问题是可能导致安全事故发生的重要原因，其他一些较为次要的影响因素起到间接的推动作用.承插型盘扣式脚手架安全性影响因素在重要性和现状表现性两个方面存在差异，其中影响因素的发生概率和影响大小决定其重要性差异，影响因素在实际工程中的具体表现情况决定其现状表现性差异.这正好满足了使用一般 IPA方法的基本条件，根据影响因素的发生概率和影响大小对其重要性程度打分，根据影响因素在工程中的实际表现情况对其现状表现性打分，按照重要性程度越高越优先和现状表现性越差越优先的划分原则来确定各影响因素的改进优先级，进而利用优先级为脚手架安全管理提供建议和措施.但一般 IPA方法最初是为改进服务和提高顾客满意度而提出的分析方法，将其运用到脚手架安全性因素分析中，需要对其进行必要的适用性改进，以提高分析结果的准确性和有效性.

一般的IPA方法有两个假设前提：要素的重要性和现状表现性得分相互独立；单个要素的现状表现性与分析对象整体的现状表现性呈线性对称关系[15].实践中很难完全满足这样的前提，为此有文献依据研究对象的需要，从调整IPA象限分割线位置、属性值测量方法和重要性确定方法等方面对IPA方法进行了改进.本文为了IPA方法能更好应用于脚手架工程安全性评价，对其提出3点适用性改进：1）改用三角模糊数评分方法测度要素的表现性，考虑表现性测度时的模糊性和不确定性，降低假设条件的影响；2）改用环比评分法确定要素重要性值，直接体现指标的相对重要性，改善一般IPA方法通过打分确定重要性值时指标重要性优先级比较不够准确的缺陷；3）IPA方法在运用的过程中，参与评分的专业人士往往会有多个，评分结果存在一定程度的不一致性，因此本文引入博弈组合方法，将多个专业人士确定的多个评分值结成联盟作为整体，再采取合作博弈的思想确定组合评分结果.

1.1 博弈组合方法

博弈组合法是基于多个评价主体的单一评价结果，在各个评分结果中间寻找一致或妥协，权衡各方面后再组合单一评价结果的计算方法.也可以归结为对m个评价结果任意线性组合，求解一种线性组合与m个评价结果的最小离差：

1.2 环比评分方法确定要素重要性评分值

环比评分法是一种依据评价专家经验确定各要素比重标度进而得到要素重要性值的方法，具有评价专家需要确定的评价值数量较少、不易产生判断性矛盾和不需一致性检验等优势[16].环比评分方法确定各指标重要性值的具体操作步骤如下：

表1 比重标度

3）按式（1～3）计算组合重要性值.

1.3 三角模糊数评分法确定要素表现性评分值

三角模糊数评分法确定各要素现状表现性值的具体操作步骤如下：

（2）空中三角测量环节。空中三角测量成果的正确性是数字线划图成果质量保障的前提条件，空三成果决定了立测建模以及立体像对的精度。同时，如未经过外业实地检查，在生产过程中很难发现空三成果导致的成果精度问题。因此，在进行立体测图生产之前，首先应确保空三成果的正确性及精度。

1）构建模糊评语集，并定义其对应三角模糊数和三角模糊区间，如表2所示.

表2 模糊评语集及其对应的三角模糊数

3）按式（1～3）计算组合重要性值.

2 脚手架安全性影响因素的识别

本文通过文本分析的数据搜集方法，主要从3种途径获取关于承插型盘扣式钢管脚手架安全性影响因素的原始资料数据：1）国家和地方颁布的相关规范标准；2）以“脚手架工程”、“承插型盘扣式”、“安全事故”和“安全管理”为关键词或主题在CNKI全文数据库检索搜集相关文献；3）在谷歌、百度、微信公众号等网络平台搜集相关的推文和资讯文章.在此基础上，按照扎根理论[18]的研究范式对承插型盘扣式钢管脚手架的安全性影响因素进行识别，“扎根”于搜集到的原始资料，在海量的原始资料中获取有价值的分析片段，使用概况性的语言凝练概念，自下而上建构承插型盘扣式钢管脚手架安全性影响因素体系.最终识别出的影响因素体系涵盖设计方案、搭建质量和现场管理三方面的内容，每个方面都包括若干影响因素，共15项关键性影响因素，具体如表3所示.

表3 承插型盘扣式钢管脚手架的安全性影响因素

3 脚手架安全性提升的优先级排序

本文以某商业住宅工程为对象，对其承插型盘扣式外脚手架体系的安全影响因素改进优先级进行排序.该住宅为地下2层和地上31层的现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下负2层均为车库，首层的层高为5.20 m，二层以上层高为3.00 m，建筑总高度99.80 m，建筑面积为210 785.8 m.建设施工过程中采用承插型盘扣式外脚手架体系，工字钢悬挑，共分5次型钢悬挑的方式进行搭设，悬挑工字钢分别设置在第5、11、17、23、29层楼面.

3.1 重要性与表现性的测度

先邀请3位对脚手架工程较为熟悉的专业人士采用比重标度对承插型盘扣式钢管脚手架安全性影响因素的重要性进行评分，然后组织3位现场管理人员采用模糊评语集对该工程实例各项影响因素的现状表现性进行评分，获取IPA评价的原始数据，再根据上述的计算方法和步骤得到如表4所示的各项影响因素的组合重要性值和表现性值.

表4 承插型盘扣式钢管脚手架安全性影响因素的重要性与表现性评分

3.2 安全性改进的优先级分析

图1 IPA象限分析图

1）第 I象限是优势区域，影响因素的重要性程度和现状表现性都高，包括实际工况的针对性(X1)、原材料质量(X3)和构件节点连接(X6)，一般采取稳定或持续提升策略.但X3的现状表现性评分仅略高于象限分界值，易进入重点优先改进象限（第II象限），应当重点关注并采取改进措施.

2）第 II象限是重点优先改进区域，影响因素的重要性程度高、现状表现性低，包括基础的处理(X4)、安全防护设施(X8)和技术交底与验收(X10)，在该象限区域内投入充足物质资源能够最有效地提升该工程实例的安全性.

3）第III象限是次优先改进区域，影响因素的重要性程度和现状表现性都低，包括原材料进场检验(X9)、脚手架信息监测(X11)、设施构件检修制度(X13)和相关人员专业能力(X14)，在资源充足的条件下可以对滞后且亟待改善的影响因素进行优化，其中X9和X13都能影响X3的现状表现性，故X3的改进措施应当综合X9和X13的情况共同制定.

4）第IV象限是供给过度区域，影响因素的重要性程度低、现状表现性高，相对高重要性区域不太能影响该工程实例的安全性状态，包括结构计算的准确性(X2)、杆件的搭设(X5)、卸载体系设置(X7)、违章作业情况(X12)和安全施工保障措施(X15)，建议保持正常发展的同时，节约资源且适度优化.

3.3 改进建议

参照改进IPA方法分析得到的脚手架安全性提升的优先级，结合现场调研对该工程提出几个改进方向：1）组织人员对现场脚手架的基础处理和安全防护设施进行重点排查，对不满足规范标准和存在重大安全隐患的部分进行限时整改；2）应用物联网、云储存和大数据等信息技术构建脚手架安全管理子系统，提高技术交底与验收、监测和不安全状态预警等管理工作的效率；3）完善脚手架原材料进场验收和设施构件检修制度，采用流程再造的方法对进场验收和设施构件检修的工作流程进行重构，从源头控制残次产品的流入，在使用过程中定期保养、维修和清理损坏产品，保障脚手架原材料的质量；4）加强相关人员专业能力的培养，将传统的工程经验交流与现代培训手段相结合，引入网络教学、AR模拟、专题讲座和知识竞赛等培训方式，为人才成长提供多种路径.

4 结语

本文运用进行了适用性改进的IPA方法以便简单有效地确定承插型盘扣式脚手架安全性提升的优先级顺序，并为工程实践中脚手架安全管理的资源实现了有效配置，为节约人力、物力、工程成本提供了快速判断的方法.由于该方法是通过重要性和现状表现性 2个维度以及 2个分割点构成 4个象限来确定脚手架安全因素改进的优先排序，使得邻近分割线的影响因素的优先级划分的结果存在局部争议.为了持续改进判断方法，可在原有 2个维度上增加成本维度，将平面区域划分升级为空间区域划分，构建空间划分标准，以提高优先级划分的精细化程度.