nginx умеет хэш от uri считать.
у меня это делается так (упрощенно):

http {
    perl_set $md5_uri 'sub {
  use Digest::MD5 qw(md5_base64);
  my $r = shift;
  my $uri=$r->uri;
  my $args=$r->args;
  if ($args){
   $uri=$uri."?".$args;
  }
  return md5_base64($uri);
}
';

    upstream memcached {
        memcached_hash;
        server 192.168.0.26:11211;
    server 192.168.0.28:11211;
    }
}

localtion / {
set $memcached_key $md5_uri;
memcached_pass memcached;
}

nginx должен быть скомпилен с поддержкой перла.
должен стоять модуль перла Digest::MD5

забыл добавить. nginx взят отсюда http://openhack.ru/nginx-patched/
потому как официальный nginx 0.7 неправильно определяет необходимый сервер memcached (если больше чем один, разумеется)