本申请涉及一种嵌套式设置沉井结构及施工方法，其包括：既有沉井；新建设置沉井，其通过沉井井壁分割为多个井孔单元，所述井孔单元包括大于所述既有沉井的尺寸的嵌套区，所述嵌套区内嵌入有所述既有沉井。由于将既有沉井基础布置于新建设置沉井的一个井孔单元内，形成嵌套式设置沉井结构，不仅充分利用了墩位处基底强度高的地质条件优势，还使既有沉井结构参与新建沉井的整体受力，有效发挥了沉井基础承载能力高、受力性能优越的结构特性，有效解决了既有基础占用墩位资源和合理利用的工程问题，减少新建桥梁的基础规模与工程量，合理控制工程成本，实现了因地制宜的工程建设理念。