本发明属于土建工程建造技术领域，具体涉及一种适用于具有深厚覆盖层的沉井和钢管桩的水中组合基础及其施工方法。本发明包括：（i）打入钢管桩，利用钢桁架将钢管桩连成整体；在钢桁架上设置千斤顶；（ii）将沉井的底节的钢壳浮运到钢管桩外侧，组装成整体，通过吊杆与千斤顶固定连接；浇筑沉井混凝土；（iii）利用千斤顶控制沉井下沉；下沉到设计标高后拆除钢桁架，利用沉井做工作平台，振动下沉钢管桩至预制高度；（iv）浇筑沉井封底混凝土；架设沉井顶板并对沉井底部土层进行加固。本发明的施工方法方便，不需要大型定位和固定船舶，不发生偏向，施工成本低；由该施工方法制作的沉井和钢管桩的水中组合基础，能有效提高水中桥梁基础的承载力，抗船舶撞击作用强。