Разбивайте интегралы на две части сообразно областям постоянства вашей функции Хевисайда и считайте каждый из получившихся интегралов отдельно.
Только с одним существенным нюансом: для "внешней" переменной

тоже надо разбирать два случая -- до точки разрыва соотв. Хевисайда и после. Т.е. ответ тоже будет содержать функцию Хевисайда. Возможно, из-за этого проблема и возникла.