Когда-то сталкивался с такой же проблемой!
Не понятно почему просто резко умирал пхп (fast-cgi)! Я так и не разобрался в чем была проблема, поскольку заменили сервер - и все глюки таинственно исчезли!

Внимательно посмотрите или не выключены у Вас в пхп именно еррор логи, потому что у меня он прекращал работать из-за сегфаултов!

И на всяк пожарный, попробуйте nginx error_log перевести в режим debug, может там что-то будет!