Надо бы нагрузку помониторить глазами, возможно вы упираетесь в какие то системные лимиты, раз много ajax, возможно какие то запросы блокруют сеть, както неоптимально используют сервер, блокируют базу (как частый случай работы с MyISAM storage backend в mysql), не давая следующим запросам работать, апач может падать в таких ситуациях - видел такое в свое время.

я бы: 1. помониторил нагрузку, сделал какие то выводы о возможных блокировках ресурсов. ошибка #1 похожа на блокировку возможности принимать новые соединения из-за лимита (системного, либо на уровне апача) соединений (возможно зависших от блокировки базы). 2. перешел на nginx + php-fpm в любом случае, быстрее связка и ресурсов жрет меньше, более тонко конфигурируемая. Ну это ИМХО.